JP2002252192A

JP2002252192A - 研磨装置、これを用いた半導体デバイス製造方法およびこの方法により製造される半導体デバイス

Info

Publication number: JP2002252192A
Application number: JP2001123029A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Izumi; 重人泉
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】膜厚バラツキ等がある場合でも常に均一なウ
エハの研磨を行うことができるような研磨装置を得る。【解決手段】ウエハＷを保持するウエハ保持装置１０
と、このウエハＷを研磨する研磨面を有した研磨パッド
２５と、ウエハ保持装置１０に対向して配設されて研磨
パッド２５を保持するパッド保持装置２０とを備え、研
磨パッド２５の研磨面をウエハＷの被研磨面ＷUSに当接
させながら相対移動させて被研磨面の研磨を行うように
研磨装置が構成される。この研磨装置において、ウエハ
保持装置１０が、ウエハＷの裏面に接触してウエハを吸
着保持する変形可能な変形プレート５１と、変形プレー
ト５１の面形状を変形させる変形機構とから構成され
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、半導体デバイスを
製造する半導体製造装置に関し、特に半導体デバイスを
製造するプロセスにおいて実施されて半導体ウエハの平
坦化研磨を行う研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの平坦化研磨を行う研磨装
置は従来から知られている。従来の研磨装置としては、
例えば米国特許第５，８３０，０４５号に開示されてい
るように、スピンドル軸に軸承されたキャリアヘッド
（ウエハ保持装置）内にウエハを保持し、ヘッドを下方
に押し付けることにより、ウエハの研磨面を定盤（プラ
テン）上に貼り付けられたパッドに押し付けるととも
に、そのパッド面（研磨面）に研磨剤（スラリ−）を供
給し、定盤とキャリアヘッドをそれぞれ回転させてウエ
ハを研磨（ＣＭＰ研磨）する研磨装置がある。

【０００３】ところでこのような半導体ウエハ研磨装置
による研磨は、半導体ウエハの製造工程において、層間
絶縁膜の研磨、表面金属膜の研磨、誘電体膜の研磨等に
用いられるが、これら膜厚が半導体ウエハ面内において
変動することがある。このようなウエハ面内の膜圧のバ
ラツキを面内均一性と呼んでいるが、この値が大きくて
研磨後の残膜の厚みが不均一である場合、近年ますます
微細化するデバイスの配線や絶縁膜を形成することがで
きなくなる可能性がある。このため、半導体ウエハの裏
面に接触するバッキングパッドを利用して、このような
ウエハ面内の残膜の不均一性をコントロールすることが
行われており、これについて以下に簡単に説明する。

【０００４】従来における半導体ウエハＷの研磨装置を
構成するウエハ保持装置５００を図１６に示している。
このウエハ保持装置５００においては、回転駆動軸５０
１の下端に取り付けられた保持部材５０２の下面に円盤
状プレッシャプレート５０３が取り付けられ、プレッシ
ャプレート５０３の下面にバッキングパッド５０５が取
り付けられ、プレッシャプレート５０３を囲んでリテー
ナリング５０４が取り付けられている。回転駆動軸５０
１内を通って保持部材５０２とプレッシャプレート５０
３との間の空間５０８内に負圧が作用し、この負圧がプ
レッシャプレート５０３およびバッキングパッド５０５
に形成された吸引孔５０３ａを介して作用し、バッキン
グパッド５０５の下面にウエハＷを吸着保持させる。こ
のようにウエハ保持装置５００により保持されたウエハ
Ｗを、図１７および図１８に示すように、その下方に位
置するプラテン５１０に取り付けられた研磨パッド５１
１に押し付け、両者の間にスラリーを供給しながらこれ
ら両者を相対回転させてウエハＷの表面研磨が行われ
る。

【０００５】ここで、ウエハＷの表面に形成されて研磨
される膜厚が中央部において厚くなる膜厚バラツキを有
している場合には、図１７（Ａ）に示すように、中央部
が厚い形状のバッキングパッド５０５が用いられる。こ
のバッキングパッド５０５の上に吸着保持されたウエハ
Ｗは中央部が突出し、研磨パッド５１１に押し付けられ
たときに、図１７（Ｂ）に示すように、ウエハ中央部が
高くなる面圧を受けながら研磨される。これにより、中
央部の方が大きく研磨され、均一な厚さの膜が残される
ような良好な研磨が行われる。一方、ウエハＷの表面に
形成されて研磨される膜厚が中央部において薄くなる膜
厚バラツキを有している場合には、図１８（Ａ）に示す
ように、外周が厚くて中央部が薄くなる形状のバッキン
グパッド５０５が用いられる。このバッキングパッド５
０５の上に吸着保持されたウエハＷは外周部が突出し、
研磨パッド５１１に押し付けられたときに、図１８
（Ｂ）に示すように、ウエハ外周部が高くなる面圧を受
けながら研磨される。これにより、外周部が大きく研磨
され、均一な厚さの膜が残されるような良好な研磨が行
われる。

【０００６】上記のような形状のバッキングパッドは、
一定厚さのフィルム状のバッキングパッドをプレッシャ
プレートの下面に貼付し、ラッピング等の機械的な加工
技術を用いて、図１７もしくは図１８に示すような、凸
形状もしくは凹形状に成型する。なお、この凸もしくは
凹の高さは膜厚バラツキに応じて設定されるが、通常は
１〜２μｍ程度の高さである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来に
おいてはバッキングパッドの表面の厚みのプロファイル
を適宜設定することにより研磨特性を変化させて、膜厚
バラツキ等のある場合でも均一な研磨を行なえるように
しているのであるが、膜厚バラツキ等に応じてその都度
異なるプロファイルを有したバッキングパッドを加工形
成する必要があるという問題がある。特に、膜厚バラツ
キに応じて、その都度、プレッシャプレートを研磨装置
から取り外し、バッキングパッドの表面機械加工を行っ
た後にこれを再度研磨装置に取り付けるという作業が必
要であり、取付工数が多くなり、作業時間が長くなると
いう問題がある。

【０００８】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
膜厚バラツキ等に応じてバッキングパッドを機械加工す
る必要がなく、さらにはこのようなバッキングパッドを
用いることなく、膜厚バラツキ等がある場合でも常に均
一な研磨を行うことができるような研磨装置を提供する
ことを目的とする。本発明はさらに、この研磨装置を用
いた半導体デバイスの製造方法およびこの方法により製
造される半導体デバイスを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明に係る研磨装置は、研磨対象物を保持する対
象物保持装置と、この研磨対象物を研磨する研磨面を有
した研磨パッド部材と、対象物保持装置と対向して配設
されて研磨パッド部材を保持するパッド保持装置とを備
え、研磨パッド部材の研磨面を研磨対象物の被研磨面に
当接させながら相対移動させて被研磨面の研磨を行うよ
うに構成される。さらにこの研磨装置において、対象物
保持装置が、研磨対象物の裏面に接触して研磨対象物を
保持する変形可能な変形プレートと、変形プレートの面
形状を変形させる変形機構とから構成される。

【００１０】このような構成の研磨装置を用いれば、変
形機構により変形プレートを所望形状に変形させ、この
変形プレートの上に研磨対象物（例えば、半導体ウエ
ハ）を接触させて保持すれば、所望形状に機械加工した
バッキングパッドを貼付したプレッシャプレートの上に
研磨対象物を保持した場合と同様の保持となる。このた
め、このように変形プレートにより保持した研磨対象物
を研磨パッド部材に押し付けて被研磨面の研磨を行え
ば、研磨対象物表面全面について所望の厚さの膜が残さ
れるような良好な研磨となる。

【００１１】上記構成の研磨装置において、変形機構
を、変形プレートにおける研磨対象物との当接面と反対
側の面に繋がれた押圧部材と、押圧部材を介して変形プ
レートに垂直方向の押圧力を付与する押圧力付与装置と
から構成することができる。この場合に、複数の押圧部
材をそれぞれ変形プレートにおける反対側の面に繋ぎ、
複数の押圧力付与装置をそれぞれの押圧部材に設け、複
数の押圧部材がそれぞれ独立して変形プレートに垂直方
向の押圧力を付与するように構成するのが好ましい。こ
れにより変形プレートを所望形状に変形させることが容
易となる。なお、一般的に膜厚バラツキは半径方向に変
動するため、複数の押圧部材を、変形プレートの反対側
の面における中央点を中心として同心円形状に繋がれる
形状に形成するのが好ましい。

【００１２】一方、本発明の研磨装置における変形機構
を、変形プレートにおける研磨対象物との当接面と反対
側の面を覆って変形プレートに取り付けられて密封され
た押圧空間を形成する押圧封止部材と、押圧空間内に封
入された気体もしくは液体を加圧もしくは減圧する加減
圧装置とから構成しても良い。パスカルの原理に基づ
き、押圧空間内には均一な圧力が発生するため、変形プ
レートの内面は均一圧力で押圧される。また、変形プレ
ートの端部は固定されているため、プレートの張力を利
用して押圧空間内の圧力に応じて、変形プレートの形状
を凸状または凹状に変化させることができる。

【００１３】本発明の研磨装置における変形機構を、変
形プレートにおける研磨対象物との当接面と反対側の面
を覆って変形プレートに取り付けられて押圧空間を形成
する押圧封止部材と、押圧空間内に配設されて自由変形
可能な袋状封入体（例えば、ゴム、ビニール、ナイロ
ン、その他の軟質樹脂からなる水密性を有する袋）と、
この袋状封入体内の気体もしくは液体を加圧もしくは減
圧する加減圧装置とから構成しても良い。この場合に
は、袋状封入体内の気体もしくは液体を加減圧するとこ
れが膨張もしくは収縮するため、この袋状封入体を介し
て変形プレートに押圧力を付与しこれを変形させること
ができる。

【００１４】また、もう一つの本発明に係る研磨装置
は、研磨対象物を保持する対象物保持装置と、研磨対象
物を研磨する研磨面を有した研磨パッド部材と、対象物
保持装置と対向して配設されて研磨パッド部材を保持す
るパッド保持装置とを備え、研磨パッド部材の研磨面を
研磨対象物の被研磨面に当接させながら相対移動させて
被研磨面の研磨を行うように構成される。そして、対象
物保持装置が、研磨対象物の裏面に接触して研磨対象物
を保持する変形可能な変形プレートと、変形プレートに
おける研磨対象物との当接面と反対側の面と対向して配
設され、変形プレートの変形に応じた反力（例えば、変
形速度に応じた反力）を付与する反力付与装置とから構
成される。

【００１５】一般的に言って、研磨パッド部材による研
磨対象物の研磨は両者を回転させながら面内方向で相対
移動させて行うようになっており、この回転支持のため
のベアリングにおける極く小さなクリアランス等によ
り、例えば、研磨パッド部材が数ミクロン程度の微少振
動を有して回転される。このような振動は研磨対象物に
伝達されるとともにこれを保持する変形プレートに伝達
されて、変形プレートも数ミクロン程度の微少振動を起
こす。このような変形プレートの振動による変形に応じ
て反力付与装置が反力を付与し、研磨対象物の被研磨面
に対する研磨パッド部材の押圧力がこの反力に対応した
値となる。ここで、反力付与装置により被研磨面の領域
毎に所定の反力が発生するように設定すれば、被研磨面
に対する研磨パッド部材の押圧力を被研磨面の領域毎に
所望の値に設定することができ、研磨対象物の全面につ
いて所望の厚さの膜が残るような良好な研磨が可能とな
る。

【００１６】なお、上記研磨装置において、反力付与装
置を、変形プレートにおける研磨対象物との当接面と反
対側の面と対向して配設された変形可能な反力付与プレ
ートと、この変形プレートと反力付与プレートとの間に
形成された密封空間内に封入された液体または粘性流体
（これは粘度の高い流体のみならず、純水のような粘度
の低い液体を含む意味である）と、反力付与プレートに
おける密封空間と反対側の面に繋がれた複数の押圧部材
と、これら複数の押圧部材を介して反力付与プレートを
押圧部材が繋がれた領域毎に垂直方向に移動させて変形
プレートと反力付与プレートとの間隔を変化させるプレ
ート面移動装置とから構成することができる。

【００１７】この研磨装置ではまず、変形プレートと反
力付与プレートとの間に形成された密封空間内に液体ま
たは粘性流体が封入されているため、研磨パッド部材か
ら研磨対象物に作用する押圧力を粘性流体で吸収し、被
研磨面に作用する押圧力を緩やかに変化させることがで
きる。このため、研磨工程において被研磨面に対する押
圧力の急激な変化がなくなり、より滑らかで均一な研磨
を行うことができる。さらに、プレート面移動装置によ
り反力付与プレートを押圧部材が繋がれた領域毎に垂直
方向に移動させて変形プレートと反力付与プレートとの
間隔を変化させると、密封空間内において各領域毎にこ
の間隔を通って液体または粘性流体が流れるときの流れ
抵抗を相違させることができる。このため、この間隔を
適宜設定することにより、変形プレートの変形に応じた
反力（例えば、変形速度に応じた反力）を各領域毎に所
望の値に設定し、研磨対象物の全面について所望の厚さ
の膜が残るような良好な研磨が可能となる。

【００１８】なお、上記研磨装置において、反力付与プ
レートにおける密封空間に露出する面に、変形プレート
における反対側の面に向けて突出するとともに密封空間
を複数の空間に分割する分割壁部を形成し、分割壁部の
先端が変形プレートの反対側の面に近接して離間するよ
うになし、プレート面移動装置により反力付与プレート
を押圧部材が繋がれた領域毎に垂直方向に移動させて、
分割壁部の先端と変形プレートの反対側の面との間隔を
調整するように構成し、変形プレートが変形されたとき
に、分割壁部の先端と変形プレートの反対側の面との間
隔を通って流れる液体または粘性流体の流れ抵抗に対応
して反力が発生するように構成しても良い。これによ
り、領域毎の反力設定をより的確に行うことができる。

【００１９】さらに、上記構成において、プレート面移
動装置により反力付与プレートを押圧部材が繋がれた領
域毎に変形プレート側に変形させ、押圧部材が繋がれた
領域に位置する分割壁部の先端を変形プレートの反対側
の面に接触させることができるように構成し、分割壁部
の先端を変形プレートの反対側の面に接触させることに
より変形プレートの面形状を変化させるように構成して
も良い。このように分割壁部の先端を変形プレートの反
対側の面に接触させることにより、反力付与プレートか
ら変形プレートに押圧力を直接伝達して、変形プレート
の面形状を自在に変化させることができる。

【００２０】上記構成において、変形プレートの反対側
の面に、分割壁部により分割された各空間内にそれぞれ
突出する複数の突起を形成しても良い。この場合、分割
壁部が密封空間を平面視において矩形状もしくは円形状
に分割した空間を画成するように形成し、上記突起を分
割壁部により分割された矩形状もしくは円形状の分割空
間内に突出する角錐状もしくは円錐状に形成するのが好
ましい。

【００２１】以上のように構成された研磨装置による研
磨対象物としては半導体ウェハがあり、本発明に係る半
導体デバイスの製造方法は、以上のような構成の本発明
に係る研磨装置を用いて半導体ウェハの表面を平坦化す
る工程を有する。

【００２２】また、本発明に係る半導体デバイスは、こ
のような本発明に係る半導体デバイス製造方法により製
造される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。本発明に係る研磨装
置の一例を図１に示している。この研磨装置は、回転駆
動シャフト１２により回転自在に支持されたボディ１１
を有し、このボディ１１内にウエハＷを真空吸着保持す
るチャック装置５０を有してなるウエハ保持装置１０を
備える。このウエハ保持装置１０においては、チャック
装置５０の上面に被研磨面ＷUSを上面にしてウエハＷが
吸着保持され、回転駆動シャフト１２が回転駆動されて
ウエハＷが一緒に回転駆動される。回転駆動シャフト１
２はさらに、図示しない揺動機構により、全体が水平方
向に揺動移動されるように構成されている。

【００２４】ウエハ保持装置１０の上側にこれと対向し
てパッド保持装置２０が配設されている。このパッド保
持装置２０は、透明材料（透明ガラス、透明樹脂等）製
の円盤状プラテン２１を備え、プラテン２１の下面は平
坦面に形成されて研磨パッド２５が貼り付けられてい
る。プラテン２１の上面には円筒状回転部材３３が取り
付けられており、その外周に取り付けられたプーリ３４
をベルト３５を介して回転駆動して円筒状回転部材３３
が回転され、プラテン２１が回転される。このため、円
筒状回転部材３３は、装置フレーム３０に固設された円
筒状固定部材３１にベアリング３２により回転自在に保
持されている。

【００２５】プラテン２１の上面中央部には左右一対の
冷却水供給管３６ａ，３６ｂと、スラリー供給管３７と
が取り付けられており、その上端のロータリージョイン
ト３８を介して、プラテン２１と一緒に回転するこれら
供給管３６ａ，３６ｂ，３７に固定ヘッド３９から冷却
水の給排およびスラリーＳの供給が行われる。冷却水は
プラテン２１内に形成された冷却水通路２２内を流れて
冷却水供給管３６ｂを通って排出される。一方、液体状
のスラリーＳは、スラリー供給孔２３を通り、スラリー
供給孔２３の下端に形成されたスラリー供給開口２６を
通って研磨パッド２５とウエハＷの被研磨面ＷUSとの間
に供給される。

【００２６】ウエハＷの被研磨面ＷUSの研磨を行うとき
には、まずウエハ保持装置１０のチャック装置５０の上
面に被研磨面ＷUSを上面にしてウエハＷを吸着保持す
る。この吸着保持については後述する。次に、パッド保
持装置２０を構成するプラテン２１を下方に移動させて
このプラテン２１の下面に貼付された研磨パッド２５を
ウエハ保持装置１０に保持されたウエハＷの被研磨面Ｗ
USに当接させる。そして、冷却水通路２２内に冷却水を
流し、スラリー供給管３７から研磨パッド２５とウエハ
Ｗの被研磨面ＷUSとの間にスラリーの供給を開始する。

【００２７】この状態で、ウエハ保持装置１０の回転駆
動シャフト１２を回転駆動してウエハＷを回転させると
ともに水平方向に揺動移動させ、同時にプラテン２１を
ウエハＷと同方向もしくは反対方向に回転させる。これ
により、スラリーの研磨作用を受けてウエハＷの被研磨
面ＷUSが研磨される。

【００２８】このようなウエハＷの研磨を行うときに、
ウエハ表面に測定光を照射し、その反射光の干渉等に基
づいて研磨終了点を検出するための光学測定装置４０
が、フレーム３０にブラケット４１を介して取り付けら
れている。光学測定装置４０から照射される光およびそ
の反射光を図１において破線で例示的に示しており、光
学測定装置４０から複数の測定光がプラテン２１および
研磨パッド２５の測定用透過孔２５ａを透過してウエハ
Ｗの被研磨面ＷUSに照射され、その反射光がプラテン２
１および測定用透過孔２５ａを透過して光学測定装置４
０により受光される。

【００２９】上記の構成の研磨装置において、ウエハ保
持装置１０を構成するチャック装置５０の詳細構造を図
２に示している。チャック装置５０は、ボディ１１に固
定保持された円筒状の支持リング５２と、支持リング５
２の上に取り付けられた円盤状の変形プレート５１とを
有して構成される。変形プレート５１には上下に貫通す
る多数の真空吸着孔５１ａが形成され、これら真空吸着
孔５１ａは変形プレート５１の下面側において真空供給
チューブ４５と図示のように繋がる。真空供給チューブ
４５は真空ポンプ４６に繋がり、真空ポンプ４６により
吸引されて各真空吸着孔５１ａに負圧が作用する。この
負圧を受けて、変形プレート５１の上面にウエハＷが図
１に示したように吸着保持されるようになっている。な
お、図示していないが、支持リング５２の上にこれを囲
むリング形状のリテーナリングが取り付けられ、変形プ
レート５１の上に吸着保持されたウエハＷを囲んで保持
位置決めを行うようになっている。

【００３０】なお、図３に示すように、変形プレート５
１′の内部に真空供給空間５１ｃを形成するとともにこ
の真空供給空間５１ｃに繋がって変形プレート５１′の
上面に開口する多数の真空吸着孔５１ｂを設け、真空供
給空間５１ｃを真空供給チューブ４５′を介して真空ポ
ンプ４６に繋げ、変形プレート５１′の上面にウエハＷ
を吸着保持するように構成しても良い。この場合、変形
プレート５１′は例えば二枚の円形板を貼り合わせて作
られる。

【００３１】変形プレート５１の下面（裏面）の中央部
にラバーカップリング等からなる第１カップリング５３
を介して押圧ロッド５４の上端フランジ部５４ａが固着
されている。押圧ロッド５４の下端部は機械的なカップ
リング等からなる第２カップリング５５を介してソレノ
イドユニット５６を構成する鉄芯５６ａに固着されてい
る。ソレノイドユニット５６は鉄芯５６ａを囲むソレノ
イド５６ｂを有し、ソレノイド５６ｂへの電力供給を行
うアンプ５７の作動を制御装置５８により制御して、ソ
レノイド５６ｂにより鉄芯５６ａに対して上下方向（矢
印方向）の電磁力を作用させるようになっている。すな
わち、押圧ロッド５４を介して変形プレート５１に上下
方向の押圧力を付与する押圧力付与装置が構成されてい
る。

【００３２】このような構成のチャック装置５０におい
ては、制御装置５８によりアンプ５７の作動を制御して
ソレノイドユニット５６における鉄芯５６ａに作用させ
る上下方向の電磁力を制御する。この電磁力は第２カッ
プリング５５、押圧ロッド５４および第１カップリング
５３を介して変形プレート５１の中央に垂直方向の押圧
力（これと逆方向の押圧力は引張力とも称されるが、こ
れらを総称して押圧力と称する）として作用し、変形プ
レート５１の上面を凸状もしくは凹状に変形させること
ができるようになっている。

【００３３】本発明のウエハ保持装置１０によりウエハ
Ｗを変形プレート５１の上面に吸着保持し、上述したよ
うに、ウエハＷの被研磨面ＷUSを研磨パッド２５に当接
させて研磨が行われる。このとき、ウエハＷの表面の膜
厚が中央部において厚くなる膜厚バラツキを有している
場合には、押圧ロッド５４により変形プレート５１の中
央部を上方に押圧して変形プレート５１の上面を凸状に
変形させる。このように変形した変形プレート５１の上
に吸着保持されたウエハＷは中央部が突出し、研磨パッ
ド２５に押し付けられたときに、ウエハ中央部が高くな
る面圧を受けながら研磨されて中央部の方が大きく研磨
され、研磨後の残膜の厚みが均一になり、ウエハ面内の
均一性が大幅に改善する。

【００３４】一方、ウエハＷの表面の膜厚が中央部にお
いて薄くなる膜厚バラツキを有している場合には、押圧
ロッド５４により変形プレート５１の中央部を下方に押
圧して（引っ張って）変形プレート５１の上面を凹状に
変形させる。このように変形した変形プレート５１の上
に吸着保持されたウエハＷは外周部が突出し、研磨パッ
ド２５に押し付けられたときに、ウエハ外周部が高くな
る面圧を受けながら研磨されて外周部の方が大きく研磨
され、均一な厚さの膜が残され、ウエハ面内の均一性が
大幅に改善する。

【００３５】図２に示したウエハ保持装置の変形例を図
４に示している。この装置も支持リング５２と変形プレ
ート５１とを有して構成されるチャック装置５０を備
え、変形プレート５１の下面（裏面）の中央部に第１カ
ップリング５３を介して押圧ロッド５４の上端フランジ
部５４ａが固着されており、これらの構成は図２の装置
と同一である。但し、この装置では、押圧ロッド５４の
下端に図２とは異なる押圧力付与装置が設けられてい
る。具体的には、押圧ロッド５４の下端に第２カップリ
ング５５を介して雄ネジ部材６１が取り付けられ、この
雄ネジ部材６１は回転が拘束されている。さらに、雄ネ
ジ部材６１に噛合する雌ネジ部材６２ａを有した回転部
材６２が電気モータ６３の駆動軸６３ａに固着されてい
る。この電気モータ６３への電力供給を行うアンプ６４
の作動を制御装置６５により制御するようになってい
る。

【００３６】このような構成のウエハ保持装置の場合に
は、制御装置６５によりアンプ６４から電気モータ６３
への通電制御を行って駆動軸６３ａの回転制御を行い、
回転部材６２の回転を制御する。回転部材６２が回転駆
動されると、これと一体に繋がった雌ネジ部材６２ａが
回転され、これと噛合するとともに回転が拘束された雄
ネジ部材６１が雌ネジ部材６２ａの回転に応じて上下方
向（矢印方向）に移動される。この移動が押圧ロッド５
４および第１カップリング５３を介して変形プレート５
１に伝達され、変形プレート５１の中央部が上下方向に
押圧される。これにより変形プレート５１の上面を凸状
もしくは凹状に変形できる。

【００３７】次に、第２の実施形態としてのチャック装
置７０の詳細構造を、図５を参照して説明する。チャッ
ク装置７０は、ボディ１１に固定保持された円盤状の支
持リング７２と、支持リング７２の上にこれを覆って取
り付けられた円盤状の変形プレート７１とを有し、両者
の間に密封状態となる押圧空間７４が形成されている。
なお、この装置でも変形プレート７１の上面に図示しな
い真空吸着装置によりウエハＷが図１に示したように吸
着保持される。

【００３８】この装置では、支持リング７２の中央に下
方に突出する円筒状のシリンダ部７３が設けられ、その
内部に押圧空間７４に連通するシリンダ孔７３ａが形成
されている。シリンダ孔７３ａ内にピストン７５ａが上
下に摺動自在に嵌合配設されており、ピストン７５ａに
繋がる押圧ロッド７５が下方に突出している。押圧ロッ
ド７５の下端部に、図２に示した構成と同一の構成を有
した押圧力付与装置を用いて上下方向（矢印方向）の電
磁力を作用させるようになっているが、この押圧力付与
装置の構成は図２と同一であるので、同一部分に同一番
号を付してその説明を省略する。

【００３９】このような構成のウエハ保持装置１０にお
いては、押圧力付与装置を構成するソレノイドユニット
５６により押圧ロッド７５に作用する上下方向の電磁力
を制御し、ピストン７５ａをシリンダ孔７３ａ内で上下
動させる。これにより、押圧空間７４内に封入されてい
る液体もしくは気体の圧力が変化し、この圧力変化が変
形プレート７１に垂直方向の押圧力（もしくは吸引力）
として作用し、変形プレート７１の上面を凸状もしくは
凹状に変形させる。このため、本発明のウエハ保持装置
１０によりウエハＷを変形プレート７１の上面に吸着保
持し、ウエハＷの被研磨面ＷUSの研磨を行うときにも、
ウエハＷの表面の膜厚バラツキに応じて、変形プレート
７１の上面を凸状もしくは凹状に変形させ、均一な厚さ
の膜が残されるような良好な研磨を行うことができる。

【００４０】図５に示したウエハ保持装置の変形例を図
６に示している。この装置においてはチャック装置７０
は図５と同一構成であるので、同一部分に同一番号を付
してその説明を省略する。また、押圧ロッド７５の下端
部に、図４に示した構成と同一の構成を有した押圧力付
与装置を用いて上下方向（矢印方向）の力を作用させる
ようになっているが、この構成は図４と同一であるの
で、同一部分に同一番号を付してその説明を省略する。
このような構成のウエハ保持装置においても、押圧ロッ
ド７５を介してピストン７５ａが上下動され、押圧空間
７４内の圧力を変化させる制御がなされる。

【００４１】ウエハ保持装置のさらなる変形例を図７に
示している。この装置７０′は、基本構造および作動原
理が図５及び図６の装置と同一である。この装置７０′
は、支持リング７２′と変形プレート７１とを有し、間
に形成された押圧空間内に複数のゴム袋７４ａが配設さ
れるとともに各ゴム袋７４ｂ内にそれぞれピストン７
５′の上下移動により液体もしくは気体を給排されるよ
うになっている。各ゴム袋７４ｂ内が加圧されるとこれ
が膨張し、変形プレート７１を上方に押し上げてこれを
変形させる。なお、このようなことからゴム袋に代え
て、ビニール、ナイロン、その他の軟質樹脂のような伸
縮性および水密性を有する材料からなる袋を用いても良
い。

【００４２】第３の実施形態としてのウエハ保持装置を
構成するチャック装置１００の詳細構造を、図８を参照
して説明する。このチャック装置１００は基本的構成お
よび作動原理が図２の装置と同一であり、変形プレート
に押圧力を付与する押圧力付与装置が複数設けられると
いう構成において図２の装置と相違する。

【００４３】このチャック装置１００は、ボディ１１に
固定保持された円筒状の支持リング１０２と、支持リン
グ１０２の上に取り付けられた円盤状の変形プレート１
０１とを有して構成され、変形プレート１０１の上面に
図示しない真空吸着装置によりウエハＷが図１に示した
ように吸着保持される。この場合にも、図示しないリテ
ーナリングが支持リング１０２の上に取り付けられ、変
形プレート１０１の上に吸着保持されたウエハＷを囲ん
で保持位置決めを行う。

【００４４】変形プレート１０１の下面（裏面）の中央
部にラバーカップリング等からなる内側第１カップリン
グ１１１を介してロッド状の内側押圧部材１２１が繋が
れている。この内側第１カップリング１１１を囲むリン
グ形状の中間第１カップリング１１２を介して円筒状の
中間押圧部材１２２が変形プレート１０１の下面に繋が
れている。さらに、中間第１カップリング１１２を囲む
大きなリング形状の外側第１カップリング１１３を介し
て円筒状の外側押圧部材１２３が変形プレート１０１の
下面に繋がれている。

【００４５】内側押圧部材１２１の下端部は機械的なカ
ップリング等からなる内側第２カップリング１３１を介
して内側ソレノイドユニット１４１を構成する鉄芯１４
１ａに繋がれている。内側ソレノイドユニット１４１は
鉄芯１４１ａを囲むソレノイド１４１ｂを有し、ソレノ
イド１４１ｂへの電力供給を行って鉄芯１４１ａに上下
方向の電磁力を作用させる。中間押圧部材１２２の下端
部は機械的なカップリング等からなる中間第２カップリ
ング１３２を介して中間ソレノイドユニット１４２を構
成するリング状の鉄芯１４２ａに繋がれている。中間ソ
レノイドユニット１４２は鉄芯１４２ａを囲むリング状
のソレノイド１４２ｂを有し、ソレノイド１４２ｂへの
電力供給を行って鉄芯１４２ａに上下方向の電磁力を作
用させる。同様に、外側押圧部材１２３の下端部は機械
的なカップリング等からなる外側第２カップリング１３
３を介して外側ソレノイドユニット１４３を構成するリ
ング状の鉄芯１４３ａに繋がれている。外側ソレノイド
ユニット１４３は鉄芯１４３ａを囲むリング状のソレノ
イド１４３ｂを有し、ソレノイド１４３ｂへの電力供給
を行って鉄芯１４３ａに上下方向の電磁力を作用させ
る。

【００４６】このような構成のウエハ保持装置において
は、各鉄芯１４１ｂ，１４２ｂ，１４３ｂに作用させる
上下方向の電磁力をそれぞれ独立して制御でき、変形プ
レート１０１の表面形状を半径方向に広がる所望形状に
変化させることができる。このため、ウエハＷの表面膜
厚バラツキが凸状もしくは凹状になっている場合のみな
らず、半径方向に広がる波紋のような膜厚バラツキがあ
る場合でも、変形プレート１０１の表面形状をこれらに
対応した形状にして、均一な厚さの膜が残されるような
良好な研磨を行わせることができる。

【００４７】第４の実施形態としてのチャック装置２０
０の詳細構造を、図９を参照して説明する。このチャッ
ク装置２００は、ボディ１１に固定保持された円筒状の
支持リング２０２と、支持リング２０２の上に取り付け
られた円盤状の変形プレート２０１と、変形プレート２
０１の下面側を覆って支持リング２０２に取り付けられ
た反力付与プレート２０３とを有し、内部に粘性流体が
封入された密封空間２０６を有している。変形プレート
２０１の上面に図示しない真空吸着装置によりウエハＷ
が図１に示したように吸着保持されるが、この場合に
も、図示しないリテーナリングが支持リング２０２の上
に取り付けられ、変形プレート２０１の上に吸着保持さ
れたウエハＷを囲んで保持位置決めを行う。

【００４８】反力付与プレート２０３の上面（密封空間
２０６に対向する面）に、図１０（Ａ）に示すような格
子状の分割壁２０４が形成され、これら分割壁２０４の
間に複数の分割空間２０５が形成されている。このた
め、密封空間２０６内の粘性流体は分割空間２０５内に
も入り込んでいる。

【００４９】反力付与プレート２０３の下面（裏面）の
中央部にラバーカップリング等からなる内側第１カップ
リング２１１を介してロッド状の内側押圧部材２２１が
繋がれている。この内側第１カップリング２１１を囲む
リング形状の中間第１カップリング２１２を介して円筒
状の中間押圧部材２２２が反力付与プレート２０３の下
面に繋がれている。さらに、中間第１カップリング２１
２を囲む大きなリング形状の外側第１カップリング２１
３を介して円筒状の外側押圧部材２２３が反力付与プレ
ート２０３の下面に繋がれている。

【００５０】これら内側、中間および外側押圧部材２２
１，２２２，２２３の下端部は、図８に示すものと同一
のソレノイドを利用したプレート面移動付与装置により
上下方向の押圧力を受けるようになっているが、この装
置構成は図８と同一であるので同一部分には同一番号を
付してその説明を省略する。このウエハ保持装置におい
ては、各押圧部材２２１，２２２，２２３に作用させる
上下方向の電磁力をそれぞれ独立して制御でき、反力付
与プレート２０３の表面形状を半径方向に広がる所望形
状に変化させることができる。このように反力付与プレ
ート２０３を変化させた場合の例を図１０（Ｂ）に示し
ている。なお、この変形は説明の容易化のため誇張して
示しているが、実際の変形量はこれより小さい。

【００５１】この例では、内側押圧部材２２１が反力付
与プレート２０３を上方に押し上げ、中間押圧部材２２
２は反力付与プレート２０３を下方に押し下げた場合を
示している。なおこのとき、押し上げトータル体積が押
し下げトータル体積と等しくなるようにして変形プレー
ト２０１の平面形状が変化しないようにしている。但
し、押し上げトータル体積の方を大きくして変形プレー
ト２０１の上面を凸面となるように変形させたり、押し
下げトータル体積の方を大きくして変形プレート２０１
の上面を凹面となるように変形させたりしても良い。

【００５２】これにより、反力付与プレート２０３の中
央部が上方に突出するように変形し、その上面に形成さ
れた分割壁２０４の上端が変形プレート２０１の下面に
近接する。このため、この部分において分割空間２０５
内の粘性流体は外側に流出しにくくなり、且つ外側から
分割空間２０５内に粘性流体が流入しにくくなる。一
方、中間押圧部材２２２が繋がれた部分においては反力
付与プレート２０３の分割壁２０４の上端は変形プレー
ト２０１の下面から離れる。このため、この部分におい
ては、分割空間２０５内に対する粘性流体の流入および
流出に対する抵抗は小さい。

【００５３】このような状態で、変形プレート２０１の
上にウエハＷを吸着保持し、ウエハＷの被研磨面ＷUSを
研磨パッド２５に当接させて研磨を行うときに、変形プ
レート２０１から密封空間２０６に作用する外力（動的
な外力）Ａ１，Ａ２に対して、内側押圧部材２２１に支
持された部分は大きな反力Ｂ１を発揮するが、中間押圧
部材２２２に支持された部分の反力Ｂ２はそれほど大き
くない。これらの反力は見かけ上の動的硬さと等価であ
り、反力が大きい場合は見かけ上の硬さが硬くなり、反
力が小さい場合は見かけ上の硬さが軟らかくなる。

【００５４】ここでパッド保持装置２０はベアリング３
２により回転自在に支持されており、このベアリング３
２における極く小さなクリアランス等により、パッド保
持装置２０の回転時にこれが数ミクロン程度の垂直微少
振動を有して回転される。この振動はプラテン２１およ
び研磨パッド２５を介してウエハＷに伝達されるととも
にこれを保持する変形プレート２０１に伝達されて、変
形プレート２０１も数ミクロン程度の垂直微少振動を起
こす。このような変形プレート２０１の垂直微少振動に
よる変形が密封空間２０６に作用する外力（動的な外
力）Ａ１，Ａ２として作用し、上述したように反力Ｂ
１，Ｂ２が発生する。このため、上述のように反力付与
プレート２０３の変形を適宜設定することにより、上記
垂直微少振動に応じて発生する反力をウエハＷの位置に
対応して所望に設定し、ウエハＷの被研磨面について所
望の厚さの膜が残るような良好な研磨が可能である。

【００５５】以上に説明した変形プレートは、柔軟性を
持たせるために軟質なプラスチック等で形成したり、ゴ
ム材料を用いて形成したりしても良い。また、特にゴム
材料等の摩擦係数の高い材料を用いた場合には、表面側
にバッキングパッドを張らなくてもゴム自身の摩擦によ
ってウエハをしっかり保持することができる。

【００５６】このことから分かるように、図９の構成の
装置においては、プレート面移動装置を構成する各鉄芯
２４１ｂ，２４２ｂ，２４３ｂに作用させる上下方向の
電磁力をそれぞれ独立して制御して、変形プレート２０
１からの力に対する反力特性を任意に変化させることが
できる。このため、ウエハＷの表面膜厚バラツキが凸状
もしくは凹状になっている場合のみならず、半径方向に
広がる波紋のような膜厚バラツキがある場合でも、上記
反力特性をこれらに対応して適宜設定して、均一な厚さ
の膜が残されるような良好な研磨を行わせることができ
る。

【００５７】なお、図９の構成の場合に、変形プレート
２０１からの力に対する反力は粘性流体により減衰され
て受け止められるため、研磨パッド２５と当接されて互
いに相対回転させながらウエハＷの研磨を行っていると
きに、研磨装置内のモータの回転などによりウエハＷが
振動するような場合でも、この振動が粘性流体による減
衰作用により和らげられ、良好な研磨を行うことができ
る。

【００５８】また、図１０（Ｂ）では、内側押圧部材２
２１により押し上げられた反力付与プレート２０３の分
割壁２０４の上端が変形プレート２０１の下面に近接す
る場合について説明したが、分割壁２０４の上端を変形
プレート２０１の下面に当接させて変形プレート２０１
を上方に突出させるように変形させてもよい。さらに、
図９の構成において分割壁２０４を有しない平板状の反
力付与プレートを用いても良い。

【００５９】図９の構成では、複数の押圧部材は同心円
状に広がるリング状に形成されているが、この形状はこ
れに限られるものではない。例えば、図１１に示すよう
に、反力付与プレート１５０（２５０）の下面に設けた
複数の矩形状の第１カップリング１５１（２５１）を用
いて、各第１カップリング１５１（２５１）に押圧部材
をそれぞれ繋げるようにしても良い。さらに、図１２に
示すように、反力付与プレート１６０（２６０）の下面
に分割リング状に設けた複数の第１カップリング１６１
（２６１）を用いて、各第１カップリング１６１（２６
１）に押圧部材をそれぞれ繋げるようにしても良い。

【００６０】図９に示した装置の変形例として、図１３
（Ａ）に示すように、変形プレート３０１の下面に複数
の円錐もしくは角錐状の突起３０２を形成しても良い。
この場合、各突起３０２は反力付与プレート３０３の上
面の分割壁３０４により画成された分割空間３０５と上
下に対向する位置に形成される。これにより、図１３
（Ｂ）に示すように、押圧部材３１１から第１カップリ
ング３１０を介して押圧力を受けて反力付与プレート３
０３が上方に押圧変形されたとき、各突起３０２は分割
空間３０５内に入り込み、分割壁３０４の上端が変形プ
レート３０１の下面に近接し、さらに押圧変形されると
図示のように当接する。

【００６１】さらに、図１４に示すように、変形プレー
ト３５１の下面の突起３５２を大きくし、押圧部材３６
１から第１カップリング３６０を介して押圧力を受けて
反力付与プレート３５３が上方に押圧変形されたとき、
各突起３５２は分割空間３５５内に入り込み、分割壁３
５４の上端が突起３５２に当接するようにしても良い。
すなわち、突起３５２が分割空間３５５を塞ぐようにし
ても良い。この場合、分割空間３５４を矩形状にすると
きには、突起３５２はこの矩形と嵌合する角錐状に形成
され、分割空間３５５を円形状にするときには、突起３
５２はこの円形と嵌合する円錐状に形成される。

【００６２】なお、第１〜第４の実施形態として、図１
のようにウエハＷの上方に研磨パッド２５が配置されて
いる研磨装置に用いる場合を説明したが、本発明は、研
磨パッドの上方にウエハが配置される構成の研磨装置に
も用いることができる。

【００６３】次に、本発明に係る半導体デバイスの製造
方法の実施例について説明する。図１５は半導体デバイ
スの製造プロセスを示すフローチャートである。半導体
製造プロセスをスタートすると、まずステップＳ２００
で次に挙げるステップＳ２０１〜Ｓ２０４の中から適切
な処理工程を選択し、いずれかのステップに進む。

【００６４】ここで、ステップＳ２０１はウェハの表面
を酸化させる酸化工程である。ステップＳ２０２はＣＶ
Ｄ等によりウェハ表面に絶縁膜や誘電体膜を形成するＣ
ＶＤ工程である。ステップＳ２０３はウェハに電極を蒸
着等により形成する電極形成工程である。ステップＳ２
０４はウェハにイオンを打ち込むイオン打ち込み工程で
ある。

【００６５】ＣＶＤ工程(Ｓ２０２)もしくは電極形成工
程(Ｓ２０３)の後で、ステップＳ２０５に進む。ステッ
プＳ２０５はＣＭＰ工程である。ＣＭＰ工程では本発明
による研磨装置により、層間絶縁膜の平坦化や半導体デ
バイス表面の金属膜の研磨、誘電体膜の研磨等が行わ
れ、ダマシン（damascene）プロセスが適用されること
もある。

【００６６】ＣＭＰ工程(Ｓ２０５)もしくは酸化工程
(Ｓ２０１)の後でステップＳ２０６に進む。ステップＳ
２０６はフォトリソグラフィ工程である。この工程では
ウェハへのレジストの塗布、露光装置を用いた露光によ
るウェハへの回路パターンの焼き付け、露光したウェハ
の現像が行われる。さらに、次のステップＳ２０７は現
像したレジスト像以外の部分をエッチングにより削り、
その後レジスト剥離が行われ、エッチングが済んで不要
となったレジストを取り除くエッチング工程である。

【００６７】次に、ステップＳ２０８で必要な全工程が
完了したかを判断し、完了していなければステップＳ２
００に戻り、先のステップを繰り返してウェハ上に回路
パターンが形成される。ステップＳ２０８で全工程が完
了したと判断されればエンドとなる。

【００６８】本発明による半導体デバイス製造方法で
は、ＣＭＰ工程において本発明にかかる研磨装置を用い
ているため、ＣＭＰ工程のスループットが向上する。こ
れにより、従来の半導体デバイス製造方法に比べて低コ
ストで半導体デバイスを製造することができるという効
果がある。なお、上記半導体デバイス製造プロセス以外
の半導体デバイス製造プロセスのＣＭＰ工程に本発明に
よる研磨装置を用いても良い。また、本発明による半導
体デバイス製造方法により製造された半導体デバイス
は、高スループットで製造されるので低コストの半導体
デバイスとなる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
変形機構により変形プレートを所望形状に変形させ、こ
の変形プレートに研磨対象物（例えば、半導体ウエハ）
を接触させて保持するようになっており、このように変
形プレートにより保持した研磨対象物を研磨パッド部材
に相対的に押し付けて被研磨面の研磨を行う。このた
め、研磨対象物の表面に膜厚バラツキがあるような場合
でも、この膜厚バラツキに対応させて変形プレートを変
形させて研磨を行うことにより、研磨対象物の被研磨面
内の全面において均一な厚さの膜が残されるような良好
な研磨を行うことができる。

【００７０】また、もう一つの本発明によれば、対象物
保持装置が、研磨対象物の裏面に接触して研磨対象物を
保持する変形可能な変形プレートと、変形プレートにお
ける研磨対象物との当接面と反対側の面と対向して配設
され、変形プレートの変形に応じた反力（例えば、変形
速度に応じた反力）を付与する反力付与装置とから構成
されるので、例えば、研磨パッド部材が数ミクロン程度
の微少振動を有して回転されるときにこの振動が変形プ
レートに伝達されて、変形プレートも数ミクロン程度の
微少振動を起こし、変形プレートの振動による変形に応
じて反力付与装置が反力を付与し、研磨対象物の被研磨
面に対する研磨パッド部材の押圧力がこの反力に対応し
た値となる。このときに、反力付与装置により被研磨面
の領域毎に所定の反力が発生するように設定して、被研
磨面に対する研磨パッド部材の押圧力を被研磨面の領域
毎に所望の値に設定することができ、研磨対象物の全面
について所望の厚さの膜が残るような良好な研磨が可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研磨装置の構成を示す概略断面図
である。

【図２】上記研磨装置を構成する第１の実施形態に係る
ウエハ保持装置を示す断面説明図である。

【図３】上記研磨装置を構成する第１の実施形態に係る
ウエハ保持装置の変形例を示す断面説明図である。

【図４】図２に示すウエハ保持装置の変形例を示す断面
説明図である。

【図５】上記研磨装置を構成する第２の実施形態に係る
ウエハ保持装置を示す断面説明図である。

【図６】図５に示すウエハ保持装置の変形例を示す断面
説明図である。

【図７】図５に示すウエハ保持装置のさらなる変形例を
示す断面説明図である。

【図８】上記研磨装置を構成する第３の実施形態に係る
ウエハ保持装置を示す断面説明図である。

【図９】上記研磨装置を構成する第４の実施形態に係る
ウエハ保持装置を示す断面説明図である。

【図１０】図９のウエハ保持装置における反力付与プレ
ートの分割壁形状を示す平面図およびウエハ保持装置を
示す断面図である。

【図１１】反力付与プレートの下面に対する押圧部材の
配設パターン例を示す底面図である。

【図１２】反力付与プレートの下面に対する押圧部材の
配設パターン例を示す底面図である。

【図１３】図９のウエハ保持装置の変形例を示す断面図
である。

【図１４】図９のウエハ保持装置のさらなる変形例を示
す断面図である。

【図１５】本発明に係る半導体デバイスの製造プロセス
を示すフローチャートである。

【図１６】従来のウエハ保持装置の構成を示す断面図で
ある。

【図１７】従来のウエハ保持装置によるウエハ研磨状態
を説明する断面図である。

【図１８】従来のウエハ保持装置によるウエハ研磨状態
を説明する断面図である。

【符号の説明】

１０ウエハ保持装置１１ボディ２０パッド保持装置２１プラテン２５研磨パッド５０チャック装置５１変形プレート５２支持リング５３第１カップリング５４押圧ロッド５５第２カップリング５６ソレノイドユニットＷウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研磨対象物を保持する対象物保持装置
と、前記研磨対象物を研磨する研磨面を有した研磨パッ
ド部材と、前記対象物保持装置と対向して配設されて前
記研磨パッド部材を保持するパッド保持装置とを備え、
前記研磨パッド部材の前記研磨面を前記研磨対象物の被
研磨面に当接させながら相対移動させて前記被研磨面の
研磨を行うように構成される研磨装置において、前記対象物保持装置が、前記研磨対象物の裏面に接触し
て前記研磨対象物を保持する変形可能な変形プレート
と、前記変形プレートの面形状を変形させる変形機構と
を有することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】前記変形機構が、前記変形プレートにお
ける前記研磨対象物との当接面と反対側の面に繋がれた
押圧部材と、前記押圧部材を介して前記変形プレートに
垂直方向の押圧力を付与する押圧力付与装置とから構成
されることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】複数の前記押圧部材が前記変形プレート
における前記反対側の面に繋がれており、複数の前記押
圧力付与装置がそれぞれ前記押圧部材に設けられて、前
記複数の押圧部材がそれぞれ独立して前記変形プレート
に垂直方向の押圧力を付与することが可能となっている
ことを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】前記複数の押圧部材が、前記変形プレー
トの前記反対側の面における中央点を中心として同心円
形状に繋がれる形状に形成されていることを特徴とする
請求項３に記載の研磨装置。
【請求項５】前記変形機構が、前記変形プレートにお
ける前記研磨対象物との当接面と反対側の面を覆って前
記変形プレートに取り付けられて密封された押圧空間を
形成する押圧封止部材と、前記押圧空間内に封入された
気体もしくは液体を加圧もしくは減圧する加減圧装置と
から構成されることを特徴とする請求項１に記載の研磨
装置。
【請求項６】前記変形機構が、前記変形プレートにお
ける前記研磨対象物との当接面と反対側の面を覆って前
記変形プレートに取り付けられて押圧空間を形成する押
圧封止部材と、前記押圧空間内に配設されて自由変形可
能な袋状封入体と、前記袋状封入体内の気体もしくは液
体を加圧もしくは減圧する加減圧装置とから構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項７】研磨対象物を保持する対象物保持装置
と、前記研磨対象物を研磨する研磨面を有した研磨パッ
ド部材と、前記対象物保持装置と対向して配設されて前
記研磨パッド部材を保持するパッド保持装置とを備え、
前記研磨パッド部材の前記研磨面を前記研磨対象物の被
研磨面に当接させながら相対移動させて前記被研磨面の
研磨を行うように構成される研磨装置において、前記対象物保持装置が、前記研磨対象物の裏面に接触し
て前記研磨対象物を保持する変形可能な変形プレート
と、前記変形プレートにおける前記研磨対象物との当接
面と反対側の面と対向して配設され、前記変形プレート
の変形に応じた反力を付与する反力付与装置とを備えて
構成されることを特徴とする研磨装置。
【請求項８】前記反力付与装置が、前記変形プレート
における前記研磨対象物との当接面と反対側の面と対向
して配設された変形可能な反力付与プレートと、前記変
形プレートと前記反力付与プレートとの間に形成された
密封空間内に封入された液体または粘性流体と、前記反
力付与プレートにおける前記密封空間と反対側の面に繋
がれた複数の押圧部材と、前記複数の押圧部材を介して
前記反力付与プレートを前記押圧部材が繋がれた領域毎
に垂直方向に移動させて前記変形プレートと前記反力付
与プレートとの間隔を変化させるプレート面移動装置と
から構成されることを特徴とする請求項７に記載の研磨
装置。
【請求項９】前記反力付与プレートにおける前記密封
空間に露出する面に、前記変形プレートにおける前記反
対側の面に向けて突出するとともに前記密封空間を複数
の空間に分割する分割壁部が形成されており、前記分割壁部の先端が前記変形プレートの前記反対側の
面に近接して離間しており、前記プレート面移動装置により前記反力付与プレートを
前記押圧部材が繋がれた領域毎に垂直方向に移動させ
て、前記分割壁部の先端と前記変形プレートの前記反対
側の面との間隔を調整するように構成され、前記変形プレートが変形されたときに、前記分割壁部の
先端と前記変形プレートの前記反対側の面との間隔を通
って流れる前記液体または粘性流体の流れ抵抗に対応し
て前記反力が発生するように構成されていることを特徴
とする請求項８に記載の研磨装置。
【請求項１０】前記プレート面移動装置により前記反
力付与プレートを前記押圧部材が繋がれた領域毎に前記
変形プレート側に変形させ、前記押圧部材が繋がれた領
域に位置する前記分割壁部の先端を前記変形プレートの
前記反対側の面に接触させることができるように構成さ
れており、前記分割壁部の先端を前記変形プレートの前記反対側の
面に接触させることにより前記変形プレートの面形状を
変化させるように構成されていることを特徴とする請求
項９に記載の研磨装置。
【請求項１１】前記変形プレートの前記反対側の面
に、前記分割壁部により分割された各空間内にそれぞれ
突出する複数の突起が形成されていることを特徴とする
請求項９もしくは１０に記載の研磨装置。
【請求項１２】前記分割壁部が前記密封空間を平面視
において矩形状もしくは円形状に分割した空間を画成す
るように形成されており、前記突起が前記分割壁部によ
り分割された矩形状もしくは円形状の分割空間内に突出
する角錐状もしくは円錐状に形成されていることを特徴
とする請求項１１に記載の研磨装置。
【請求項１３】前記研磨対象物は半導体ウェハであ
り、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の研磨装
置を用いて前記半導体ウェハの表面を平坦化する工程を
有することを特徴とする半導体デバイス製造方法。
【請求項１４】請求項１３に記載の半導体デバイス製
造方法により製造されたことを特徴とする半導体デバイ
ス。