JP2003092276A - 加工装置、これを用いた半導体デバイス製造方法およぴこの方法により製造される半導体デバイス。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ載置面におけるシール部から水が漏れ
出すことを防止し、加工中のウエハを効果的に冷却す
る。 【解決手段】 ウエハ載置台２２の上面にウエハＷを吸
着保持する吸着用凹部２８を有し、吸着用凹部２８に負
圧を作用させてウエハＷを保持した状態で研磨パッド４
を回転させながら当接させてウエハＷの研磨加工を行
う。ウエハ載置台２２の上面には、シール溝２６が形成
され、ウエハ載置台２２内にシール溝２６に連通する冷
却水供給路３５および排出路３４が形成されており、冷
却水供給路３５を通してシール溝内に冷却水（シール用
の水）を供給してシール溝２６内に充満した水によりウ
エハＷの下面とウエハ載置台２２の上面との隙間をシー
ルする。なお、シール溝２６内に供給された冷却水は、
冷却水排出路３４を通して外部に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板状（特に、円盤
状）の被加工物の加工面に加工工具を接触させながら相
対移動させ、加工工具により加工面の加工を行うように
構成された加工装置に関する。本発明はさらに、被加工
物が半導体ウエハで、加工工具が半導体ウエハの表面研
磨を行う研磨パッドからなる加工装置、この加工装置を
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に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような加工装置としては、研磨、研
削、ラッピング等種々の加工を行うものが従来から知ら
れている。その一例として、被加工物が半導体ウエハ
で、加工工具が半導体ウエハの表面研磨を行う研磨パッ
ドからなる化学機械研磨装置（ＣＭＰ装置）があり、こ
のＣＭＰ装置は従来から半導体デバイス製造工程に用い
られている。従来から一般的に用いられているＣＭＰ装
置は、研磨対象となる半導体ウエハの外径より大きな外
径を有した研磨パッドを研磨面が上を向くようにして取
り付けるとともに回転駆動させ、ウエハチャックにより
被研磨面が下を向くようにして保持した半導体ウエハを
回転させながら上方から研磨パッドの研磨面に当接さ
せ、半導体ウエハの被研磨面の研磨を行うように構成さ
れている。

【０００３】一方、最近において本件出願人は、半導体
ウエハを被研磨面が上を向くようにしてウエハチャック
により保持するとともに回転駆動させ、研磨面を下に向
けて保持した研磨パッドを回転駆動させながらウエハチ
ャックに保持された半導体ウエハの被研磨面に当接さ
せ、半導体ウエハの被研磨面の研磨を行うように構成し
たＣＭＰ装置を提案している。この装置において、ウエ
ハチャックは半導体ウエハの背面を真空吸着して半導体
ウエハを固定保持するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような構成のＣＭ
Ｐ装置では、研磨加工中において研磨パッドによる半導
体ウエハに研磨材を含んだ研磨スラリーを供給して研磨
加工を行うため、このように供給された液状の研磨スラ
リーがウエハチャックによる半導体ウエハの背面側に流
れ、ウエハチャックによる半導体ウエハの真空吸着部内
に研磨スラリーが入り込むおそれがある。このため、半
導体ウエハの背面におけるウエハチャックによる真空吸
着部と半導体ウエハの背面外周部との間をシールするシ
ール溝が半導体ウエハの背面外周を囲むように形成さ
れ、シール溝内に水を供給してこの部分のシールを行う
ウォーターシール構造が採用されている。しかしなが
ら、このようなウォーターシールを採用するとシール溝
に供給された水が半導体ウエハの背面外周側に流れ出
し、研磨スラリーがこの水によって薄められて研磨レー
トが低下するという問題がある。さらに、このような構
成のＣＭＰ装置において、研磨中に発生する摩擦熱によ
り研磨スラリーが高温となり研磨材が化学的に変化し
て、研磨レートが制御しにくくなるという問題もある。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑み、被加工物
が載置保持されて被加工物の背面が接触する載置面にお
けるシール構造部からシール用流体が外部に漏れ出すこ
とが少ない構成の加工装置を提供することを目的とす
る。本発明はまた、被加工物を載置保持する載置部材の
冷却を行って、研磨中に発生する熱による研磨レートの
上昇変動を防止できるような構成の加工装置を提供する
ことを目的とする。本発明はさらに、被加工物が半導体
ウエハで、加工工具が半導体ウエハの表面研磨を行う研
磨パッドからなる加工装置、この加工装置を用いた半導
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
導体デバイスを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、第１の本発明に係る加工装置は、被加工物を載置さ
せる載置面を有した載置部材を備え、載置面上に載置さ
れた被加工物の被加工面に加工工具を接触移動させて被
加工面の加工を行うように構成される。そして、載置部
材内に冷却媒体を通す冷却用空間が設けられており、冷
却用空間に冷却媒体を流して載置部材の冷却を行い、載
置面上に固定保持された被加工物を冷却するように構成
される。このようにすれば、被加工物を冷却して被加工
面の加工中に発生する熱を吸収することができる。

【０００７】この加工装置において、載置面を被加工物
に対応する形状とするとともに載置面の外縁近傍に沿っ
て載置面上にシール溝を形成し、載置部材内にそれぞれ
シール溝に連通するシール流体供給路およびシール流体
排出路を形成し、載置面上に被加工物が載置されてシー
ル溝の上面が覆われた状態で、シール流体供給路を通し
てシール溝内にシール流体を供給してシール溝内に充満
したシール流体により被加工物下面と載置面との隙間を
シールするように構成し、シール溝内に供給されたシー
ル流体を、シール流体排出路を通して外部に排出させる
ように構成するのが好ましい。

【０００８】また、被加工物が円盤形状を有する場合、
載置面をこの円盤形状に対応する円形状に形成し、シー
ル溝を載置面の円形外縁に沿って形成し、シール流体供
給路およびシール流体排出路がそれぞれ円周上等間隔と
なる複数の位置においてシール溝と連通し、シール流体
供給路がシール溝と繋がる供給用開口とシール流体排出
路がシール溝と繋がる排出用開口とが円周上で交互に位
置するように構成するのが好ましい。

【０００９】さらに、保持機構を、載置面におけるシー
ル溝に囲まれた領域内に形成された凹部と、載置面に被
加工物が載置されて被加工物により覆われた凹部内を負
圧にして被加工物を吸着保持させる負圧印加機構とから
構成することができる。

【００１０】第２の本発明に係る加工装置は、被加工物
を載置させる載置面を有した載置部材と、載置面上に載
置した被加工物を載置部材に固定保持する保持機構とを
備え、載置面上に載置して保持機構により固定保持され
た被加工物の被加工面に加工工具を接触移動させて被加
工面の加工を行うように構成され、載置面の外縁近傍に
沿って載置面上にシール溝が形成され、載置部材内にそ
れぞれシール溝に連通するシール流体供給路およびシー
ル流体排出路が形成されており、載置面上に被加工物が
載置されてシール溝の上面が覆われた状態で、シール流
体供給路を通してシール溝内にシール流体を供給してシ
ール溝内に充満したシール流体により被加工物下面と載
置面との隙間をシールするように構成され、シール溝内
に供給されたシール流体を、シール流体排出路を通して
外部に排出させるように構成される。

【００１１】この装置において、被加工物が円盤形状を
有する場合、載置面をこの円盤形状に対応する円形状に
形成し、シール溝を載置面の円形外縁に沿って形成し、
シール流体供給路およびシール流体排出路がそれぞれ円
周上等間隔となる複数の位置においてシール溝と連通
し、シール流体供給路がシール溝と繋がる供給用開口と
シール流体排出路がシール溝と繋がる排出用開口とが円
周上で交互に位置するように構成するのが好ましい。

【００１２】また、保持機構を、載置面におけるシール
溝に囲まれた領域内に形成された凹部と、載置面に被加
工物が載置されて被加工物により覆われた凹部内を負圧
にして被加工物を吸着保持させる負圧印加機構とから構
成することができる。

【００１３】さらに、載置部材内に、シール流体供給路
およびシール流体排出路のいずれか一方の流路の途中に
位置して流体溜まり空間を形成し、この流体溜まり空間
に溜まるシール流体により載置部材の冷却を行って載置
面上に固定保持された被加工物を冷却するように構成す
るのが好ましい。

【００１４】なお、以上の構成の加工装置において、被
加工物として半導体ウエハを用い、加工工具をこの半導
体ウエハの表面研磨を行う研磨パッドから構成すること
ができる。

【００１５】本発明に係る半導体デバイス製造方法は、
上記半導体ウエハの加工装置を構成する研磨パッドを用
いて半導体ウエハの表面を研磨して平坦化する工程を含
んで構成され、本発明に係る半導体デバイスは、このよ
うな半導体デバイス製造方法により製造される。

【００１６】

【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。本発明に係る加工装
置の代表例としてのＣＭＰ(Chemical-Mechanical Polis
hing) 装置について、図２および図３を参照して説明す
る。このＣＭＰ装置１は研磨ヘッド移送機構７により研
磨面を下方に向けて支持された複数の研磨ヘッドを有す
る。この研磨ヘッドとしては、粗研磨用研磨ヘッド２
ａ、中研磨用研磨ヘッド２ｂ、仕上研磨用研磨ヘッド２
ｃ（但し、図においては仕上研磨用研磨ヘッド２ｃは示
されていない）からなり、これらを総称して符号２を用
いて研磨ヘッド２として説明する。研磨ヘッド２は研磨
ヘッド移送機構７から下方に延びた回転軸３に取り付け
られており、研磨ヘッド移送機構７内の図示しないモー
タにより回転駆動されるように構成されている。

【００１７】この研磨ヘッド２は下端にパッド保持機構
を有し、研磨パッド４が研磨面を下方に向けてパッド保
持機構により保持されて研磨ヘッド２の下端に着脱自在
に取り付けられている。この場合、粗研磨用研磨ヘッド
２ａには粗研磨用研磨パッド４ａが取り付けられ、中研
磨用研磨ヘッド２ｂには中研磨用研磨パッド４ｂが取り
付けられ、仕上研磨用研磨ヘッド２ｃには仕上研磨用研
磨パッド４ｃが取り付けられる。なお、これら研磨パッ
ド４ａ，４ｂ，４ｃを総称して符号４を用いて研磨パッ
ド４として説明する。

【００１８】ＣＭＰ装置１内にはパッドコンディショニ
ング機構５が設けられており、ここで研磨パッド４のド
レッシングが行われる。パッドコンディショニング機構
５にはドレッシングディスク５ａおよび噴射ノズル５ｂ
が図示のように配設されている。

【００１９】研磨ヘッド移送機構７は、レール７ａ、送
りネジ７ｂ、送りネジに螺着された移動体７ｃを有し、
移動体７ｃに回転軸３を介して研磨ヘッド２が取り付け
られている。送りネジ７ｂは歯車７ｄ，７ｅを介してモ
ータ７ｆにより回転駆動され、移動体７ｃが図３に示す
ｘ方向に移動される。また、移動体７ｃ内に配設された
図示しない昇降機構により、研磨ヘッド２は図３に示す
ｚ方向に昇降移動されるようになっている。なお、各研
磨ヘッド２ａ，２ｂ，２ｃそれぞれに上記のような機構
が設けられており、それぞれ独立してｘ，ｚ方向に移動
されるようになっている。

【００２０】ＣＭＰ装置１にはさらに、研磨対象物であ
るウエハＷを収納する収納カセット９が設けられ、この
収納カセット９に対してウエハＷの搬送を行うウエハ搬
送用ロボット１０が設けられている。ウエハ搬送用ロボ
ット１０は収納カセット９から未研磨状態のウエハＷを
インデックステーブル１２に搬送するとともに研磨完了
後のウエハＷを搬出するためのロボットであり、この搬
送経路の途中にウエハＷを一時的に載置するウエハ仮置
台１１が設けられている。

【００２１】インデックステーブル１２は軸１２ｅを軸
芯として同一円周上に等間隔に設けられた回転可能な４
基のウエハチャック機構２０を備えて構成され、符号Ｓ
１で示すウエハローディング＆アンローディングゾー
ン、符号Ｓ２で示す粗研磨ゾーン、符号Ｓ３で示す中研
磨ゾーン、符号Ｓ４で示す仕上げ研磨ゾーンに区分けさ
れている。よって、各ウエハチャック機構２０はインデ
ックステーブル１２の回転に応じて、ウエハローディン
グ＆アンローディングゾーンＳ１、粗研磨ゾーンＳ２、
中研磨ゾーンＳ３、仕上げ研磨ゾーンＳ４に順次移動す
る。なお、粗研磨ゾーンＳ２、中研磨ゾーンＳ３および
仕上げ研磨ゾーンＳ４の上方にそれぞれ、粗研磨用研磨
ヘッド２ａに保持された粗研磨用研磨パッド４ａ、中研
磨用研磨ヘッド２ｂに保持された中研磨用研磨パッド４
ｂ、仕上研磨用研磨ヘッド２ｃに保持された仕上研磨用
研磨パッド４ｃが位置する。

【００２２】ウエハ搬送用ロボット１０は研磨が完了し
たウエハＷを搬送するアンローディング用搬送ロボット
しても用いられ、このロボット１０により研磨完了ウエ
ハＷはベルトコンベア１６の上に搬送され、ベルトコン
ベア１６によりウエハ洗浄機構１７に送られて洗浄され
る。なお、インデックステーブル１２の各ウエハチャッ
ク機構２０をドレッシングおよび洗浄するチャックドレ
ッサ１４ａおよびチャック洗浄機構１４ｂも有する。

【００２３】このＣＭＰ装置１において、収納カセット
９内のウエハＷはウエハ搬送用ロボット１０によりウエ
ハ仮置台１１に載せられ、裏面が洗浄された後、インデ
ックステーブル１２のローディング＆アンローディング
ゾーンＳ１に位置するウエハチャック機構２０に搬送用
ロボット１０により搬送されて載せられて保持される。
次に、インデックステーブル１２が９０度時計方向廻り
に回転し、ウエハチャック機構２０に保持されたままウ
エハＷは粗研磨ゾーンＳ２に移動する。そこで回転軸３
に支持された粗研磨用研磨ヘッド２ａが下降され、粗研
磨用研磨パッド４ａがウエハＷの被研磨面に押し当てら
れる。このとき、ウエハチャック機構２０および粗研磨
用研磨ヘッド２ａが回転駆動され、ウエハＷの被研磨面
の粗研磨加工が行われる。

【００２４】粗研磨加工が完了すると、インデックステ
ーブル１２が９０度時計方向廻りに回転し、ウエハＷは
中研磨ゾーンＳ３に移動する。そこで回転軸３に支持さ
れた中研磨用研磨ヘッド２ｂが下降され、中研磨用研磨
パッド４ｂがウエハＷの被研磨面に押し当てられる。こ
のとき、ウエハチャック機構２０および中研磨用研磨ヘ
ッド２ｂが回転駆動され、ウエハＷの被研磨面の中研磨
加工が行われる。次に、インデックステーブル１２が９
０度時計方向廻りに回転し、ウエハＷは仕上げ研磨ゾー
ンＳ３に移動する。そこで上記と同様に、仕上げ研磨用
研磨ヘッド２ｃが下降されて仕上げ研磨用研磨パッド４
ｃによりウエハＷの被研磨面の仕上げ研磨加工が行われ
る。

【００２５】次いで、インデックステーブル１２が９０
度時計方向廻りに回転し、仕上げ研磨が完了したウエハ
Ｗはローディング＆アンローディングゾーンＳ１に戻
る。そこで、このウエハＷは、ウエハ搬送用ロボット１
０によりベルトコンベア１６上に移送され、ウエハ洗浄
機１７で洗浄され、後工程に回される。

【００２６】以上説明したＣＭＰ装置１におけるウエハ
チャック機構２０の構成について、以下に詳しく説明す
る。ウエハチャック機構２０は、図１および図４に示す
ように、回転基台２１の上に、第１および第２載置台２
３，２４からなる円盤状のウエハ載置台２２と、このウ
エハ載置台２２を囲む円筒状の保持リング２９とを配設
して構成される。図１には回転基台２１は示されていな
いが、第１載置台２３が回転基台２１の上に固設され、
第２載置台２４が第１載置台２３の上に固設されて、ウ
エハ載置台２２が構成されている。回転基台２１は図示
しない回転駆動機構により回転駆動されるようになって
おり、ウエハチャック機構２０がウエハ載置台２２の上
にウエハＷを載置した状態で回転駆動される。

【００２７】このウエハ載置台２２の上面に、図４に示
すように、保持リング２９に囲まれてウエハＷが載置さ
れるようになっている。ウエハ載置台２２の上面形状を
図５に示しており、この上面には、外周側に位置するリ
ング状の外周ランド部２５と内周ランド部２７とに挟ま
れてリング状のシール溝２６が形成されている。また、
内周ランド部２７の内周側には吸着用凹部２８が形成さ
れている。ウエハＷは、裏面が外周および内周ランド部
２５，２７上に載置されて支持されるが、このとき、シ
ール溝２６および吸着用凹部２８内に形成された多数の
小さな円筒状支持突起２６ａ，２８ａ（なお、図示の容
易化のため、図４および図５にはこれら支持突起を省略
して示している）もウエハＷの裏面に当接してウエハＷ
を支持するようになっている。このようにして、ウエハ
Ｗがウエハ載置台２２の上に載置された状態で、ウエハ
Ｗの裏面が外周ランド部２５および内周ランド部２７に
当接し、シール溝２６内にシール用閉空間が形成される
とともに吸着用凹部２８内に吸着保持用閉空間が形成さ
れる。

【００２８】図４から良く分かるように、第２載置台２
４の中心を上下に貫通する小孔が形成されるとともに、
第１載置台２３および回転基台２１を貫通する空間内に
上下に延びて小孔に繋がる第１チューブ３１が配設され
ており、この内部を上下に延びる負圧供給通路３８が吸
着用凹部２８の中央に開口して形成されている。この負
圧供給通路３８はロータリージョイント３０を介して負
圧供給源（図示せず）に繋がり、ウエハＷが載置されて
吸着保持用閉空間が形成された状態の吸着用凹部２８内
を負圧にする。この負圧によりウエハＷがウエハ載置台
２２の上に吸着保持される。

【００２９】第２載置台２４の下面側に円盤状のプール
空間３６が形成され、第１載置台２３の中央を上下に貫
通する貫通孔がプール空間３６に繋がっている。第１載
置台２３にはこの貫通孔に繋がる第２チューブ３２が取
り付けられており、この第２チューブ３２内に上記第１
チューブ３１が緩挿配設されている。これら第１チュー
ブ３１の外周と第２チューブ３２の内周との間に上下に
延びる筒状の冷却水入口通路３７が形成されている。さ
らに、第１載置台２３には第２チューブ３２を囲んで下
面側に延びる円孔が形成されており、第２チューブ３２
の外周側に筒状の冷却水出口通路３３が形成されてい
る。これら冷却水出口通路３３および冷却水入口通路３
７はロータリージョイント３０を介してそれぞれ冷却水
供給源および冷却水タンクに繋がる。

【００３０】ロータリージョイント３０はウエハチャッ
ク機構２０が回転駆動されるときに、この回転中におい
て、ウエハＷが載置されて吸着保持用閉空間が形成され
た状態の吸着用凹部２８内に負圧供給通路３８を介して
負圧を供給し（吸着用保持閉空間内のエアを吸引して吸
着保持用閉空間を負圧にし）、冷却水入口通路３７を介
して冷却水供給源から冷却水をプール空間３６に供給
し、冷却水出口通路３３を介して冷却水タンクに冷却水
を排出させる。

【００３１】第１および第２載置台２３，２４には、冷
却水出口通路３３から半径方向外方に延びるとともに上
方に延びてシール溝２６に繋がる３本の冷却水排出路３
４が形成されている。さらに、第２載置台２４には、プ
ール空間３６から半径方向外方に延びるとともに上方に
延びてシール溝２６に繋がる３本の冷却水供給路３５が
形成されている。図５から分かるように、３本の冷却水
排出路３４は円周方向等間隔で（すなわち、１２０°の
角度間隔を置いて）形成されており、３本の冷却水供給
路３５も円周方向等間隔で形成されている。このとき、
冷却水供給路３５と冷却水排出路３４とは６０°の角度
間隔を有しており、シール溝２６における冷却水供給路
３５の開口３５ａと冷却水排出路３４の開口３４ａと
は、交互に且つ６０°の等角度間隔で位置する。

【００３２】以上の構成のウエハチャック機構２０によ
りウエハＷを載置保持し、上述のように研磨パッド４に
よりウエハ表面の研磨加工を行う作動について説明す
る。このときには、まず、ウエハ載置台２２の上面にウ
エハＷを載置し、ロータリージョイント３０および負圧
供給通路３８を介して負圧供給源からの負圧を、ウエハ
Ｗが載置されて吸着保持用閉空間が形成された状態の吸
着用凹部２８内に作用させ、この負圧によりウエハＷを
ウエハ載置台２２の上に吸着保持する。この状態でウエ
ハチャック機構２０を回転駆動するとともに回転する研
磨ヘッド２に保持された研磨パッド４がウエハＷの上面
（被研磨面もしくは被加工面）に押し当てられてその研
磨加工が行われる。

【００３３】このようにして研磨加工を行うときに、図
示しない冷却水供給源からロータリージョイント３０を
介して冷却水入口通路３７に冷却水（この冷却水はシー
ル用流体もしくは水としても作用する）を供給する。こ
の冷却水は冷却水入口通路３７から一度プール空間３６
内に流入する。そして、プール空間３６を通って、さら
に３本の冷却水供給路３５を通り開口３５ａからシール
溝２６内に供給される。この結果、載置されたウエハＷ
によりシール溝２６を覆って形成されたシール用閉空間
に冷却水が充満し、ウエハＷにより吸着用凹部２８を覆
って形成された吸着保持用閉空間を外部空間に対してシ
ールし、吸着保持用閉空間内に負圧を保つ役割を果た
す。同時に、研磨パッド４によるウエハＷの上面の研磨
加工を行うときにこの部分に供給されるスラリー液が吸
着保持用閉空間内に流れ込むのを阻止する。

【００３４】シール用閉空間内に供給された冷却水は、
開口３４ａから冷却水排出路３４およびロータリージョ
イント３０を通って図示しない冷却水タンクに戻され
る。このようにシール用閉空間には冷却水供給路３５か
ら冷却水が供給されながら、同時に冷却水排出路３４か
ら冷却水が排出される。このとき、冷却水供給路３５の
開口３５ａと冷却水排出路３４の開口３４ａとは、交互
に且つ６０°の等角度間隔で位置しているため、シール
溝内に充満した冷却水が外部に漏れ出すことなく排出さ
れ、冷却水が外部に漏れ出してスラリーが薄められると
いう問題が防止される。

【００３５】なお、上記のように供給排出される冷却水
はシール流体としての役割を果たしてシール溝２６内に
おいてシール作用を行うだけでなく、ウエハ載置台２２
の冷却およびウエハＷの冷却を行って、ウエハＷを研磨
加工するときに発生する熱を吸収する。これにより、研
磨中においてウエハＷおよびスラリーが高温化するのを
押さえて、ウエハＷの温度分布を均一化する。スラリー
内の研磨剤は熱を受けて化学変化しやすいため、このよ
うにウエハＷの温度分布が均一になると研磨剤による研
磨量がウエハＷの全面で均一になり、ウエハＷの表面を
平坦化加工しやすい。特に本例の構成では、冷却水はプ
ール空間３６内に一時的に滞留するため、このプール空
間３６内の冷却水がウエハ載置台２２を効率良く冷却
し、ウエハＷを効果的に冷却する。

【００３６】上記のウエハチャック機構２０では、冷却
水の供給側通路中にプール空間３６を設けているが、冷
却水の排出側通路中にプール空間を設けても良い。ま
た、上記例では、シール溝２６に供給するシール用の水
と冷却水とを共用しているが、シール用水と冷却水とを
別の経路を介してそれぞれ独立して供給するように構成
しても良い。

【００３７】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６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。

【００３８】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。

【００３９】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
による加工装置（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
磨によるダマシン（damascene）の形成等が行われる。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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加工装置（研磨
装置）を用いているため、研磨レートの制御が容易にな
り、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。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
載置部材内に冷却媒体を通す冷却用空間が設けられてお
り、冷却用空間に冷却媒体を流して載置部材の冷却を行
い、載置面上に固定保持された被加工物を冷却するよう
に構成されるので、被加工物を冷却して被加工面の加工
中に発生する熱を吸収することができ、この部分が高温
化するのを防止できる。また、載置面の外縁近傍に沿っ
て載置面上にシール溝が形成され、載置部材内にそれぞ
れシール溝に連通するシール流体供給路およびシール流
体排出路が形成されており、載置面上に被加工物が載置
されてシール溝の上面が覆われた状態で、シール流体供
給路を通してシール溝内にシール流体を供給してシール
溝内に充満したシール流体により被加工物下面と載置面
との隙間をシールするように構成され、シール溝内に供
給されたシール流体をシール流体排出路を通して外部に
排出させるように構成されるので、シール流体が外部に
漏れ出すことが少なく、漏れだしたシール流体により加
工部に供給されるスラリー等が薄められることがなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加工装置の代表例としてのＣＭＰ
装置を構成するウエハチャック機構の斜視図である。

【図２】本発明に係る加工装置の代表例としてのＣＭＰ
装置の全体構成を示す斜視図である。

【図３】上記ＣＭＰ装置の一部を拡大して示す斜視図で
ある。

【図４】上記ウエハチャック機構の断面図である。

【図５】上記ウエハチャック機構を構成するウエハ載置
台の平面図である。

【図６】本発明に係る半導体デバイスの製造方法を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ ＣＭＰ装置 ２ 研磨ヘッド ４ 研磨パッド ７ 研磨ヘッド移送機構 １２ インデックステーブル ２０ ウエハチャック機構 ２１ 回転基台 ２２ ウエハ載置台 ２６ シール溝 ２８ 吸着用凹部 ３４ 冷却水排出路 ３５ 冷却水供給路 Ｗ ウエハ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物を載置させる載置面を有した載
   置部材を備え、前記載置面上に載置された被加工物の被
   加工面に加工工具を接触移動させて前記被加工面の加工
   を行うように構成された加工装置において、 前記載置部材内に冷却媒体を通す冷却用空間が設けられ
   ており、前記冷却用空間に冷却媒体を流して前記載置部
   材の冷却を行い、前記載置面上に固定保持された前記被
   加工物を冷却するように構成されていることを特徴とす
   る加工装置。
2. 【請求項２】 前記載置面の外縁近傍の前記載置面上に
   シール溝が形成され、前記載置部材内にそれぞれ前記シ
   ール溝に連通するシール流体供給路およびシール流体排
   出路が形成されており、 前記載置面上に被加工物が載置されて前記シール溝の上
   面が覆われた状態で、前記シール流体供給路を通して前
   記シール溝内にシール流体を供給して前記シール溝内に
   充満した前記シール流体により前記被加工物下面と前記
   載置面との隙間をシールするように構成され、 前記シール溝内に供給された前記シール流体を、前記シ
   ール流体排出路を通して外部に排出させるように構成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 【請求項３】 前記被加工物が円盤形状を有し、前記載
   置面がこの円盤形状に対応する円形状に形成されてお
   り、前記シール溝は前記載置面の円形外縁に沿って形成
   されており、 前記シール流体供給路および前記シール流体排出路がそ
   れぞれ円周上等間隔となる複数の位置において前記シー
   ル溝と連通し、前記シール流体供給路が前記シール溝と
   繋がる供給用開口と前記シール流体排出路が前記シール
   溝と繋がる排出用開口とが前記円周上で交互に位置して
   いることを特徴とする請求項２に記載の加工工具。
4. 【請求項４】 更に前記載置面上に載置した前記被加工
   物を前記載置部材に固定する保持機構を備え、前記保持
   機構が、前記載置面における前記シール溝に囲まれた領
   域内に形成された凹部と、前記載置面に前記被加工物が
   載置されて前記被加工物により覆われた前記凹部内を負
   圧にして前記被加工物を吸着保持させる負圧印加機構と
   から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかに記載の加工装置。
5. 【請求項５】 被加工物を載置させる載置面を有した載
   置部材と、前記載置面上に載置した前記被加工物を前記
   載置部材に固定保持する保持機構とを備え、前記載置面
   上に載置して前記保持機構により固定保持された被加工
   物の被加工面に加工工具を接触移動させて前記被加工面
   の加工を行うように構成された加工装置において、 前記載置面の外縁近傍の前記載置面上にシール溝が形成
   され、前記載置部材内にそれぞれ前記シール溝に連通す
   るシール流体供給路およびシール流体排出路が形成され
   ており、 前記載置面上に被加工物が載置されて前記シール溝の上
   面が覆われた状態で、前記シール流体供給路を通して前
   記シール溝内にシール流体を供給して前記シール溝内に
   充満した前記シール流体により前記被加工物下面と前記
   載置面との隙間をシールするように構成され、 前記シール溝内に供給された前記シール流体を、前記シ
   ール流体排出路を通して外部に排出させるように構成さ
   れていることを特徴とする加工装置。
6. 【請求項６】 前記被加工物が円盤形状を有し、前記載
   置面がこの円盤形状に対応する円形状に形成されてお
   り、前記シール溝は前記載置面の円形外縁に沿って形成
   されており、 前記シール流体供給路および前記シール流体排出路がそ
   れぞれ円周上等間隔となる複数の位置において前記シー
   ル溝と連通し、前記シール流体供給路が前記シール溝と
   繋がる供給用開口と前記シール流体排出路が前記シール
   溝と繋がる排出用開口とが前記円周上で交互に位置して
   いることを特徴とする請求項５に記載の加工工具。
7. 【請求項７】 前記保持機構が、前記載置面における前
   記シール溝に囲まれた領域内に形成された凹部と、前記
   載置面に前記被加工物が載置されて前記被加工物により
   覆われた前記凹部内を負圧にして前記被加工物を吸着保
   持させる負圧印加機構とから構成されていることを特徴
   とする請求項５もしくは６に記載の加工装置。
8. 【請求項８】 前記載置部材内に、前記シール流体供給
   路および前記シール流体排出路のいずれか一方の流路の
   途中に位置して流体溜まり空間が形成されており、前記
   流体溜まり空間に溜まる前記シール流体により前記載置
   部材の冷却を行って前記載置面上に固定保持された前記
   被加工物を冷却するように構成されていることを特徴と
   する請求項５〜７のいずれかに記載の加工装置。
9. 【請求項９】 前記被加工物が半導体ウエハであり、前
   記加工工具が前記半導体ウエハの表面研磨を行う研磨パ
   ッドであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに
   記載の加工装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の加工装置を構成する
    前記研磨パッドを用いて前記半導体ウエハの表面を研磨
    して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。
11. 【請求項１１】 請求項１０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。