JP2003229388A - 研磨装置、研磨方法、半導体デバイス及び半導体デバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッジイクスクルージョンを小さくする。 【解決手段】 支持部１４ａは、ウエハ２の研磨時にウ
エハからその周囲へはみ出すウエハのはみ出し部分を支
持する。高さ調整機構１８は、支持部１４ａの高さを調
整して設定する。変位計２３は、ウエハ２の被研磨面の
高さを計測する。制御部２４は、変位計２３からの計測
結果に基づいて、ウエハ２の被研磨面の高さを基準とし
た支持部１４ａの支持面の相対的な高さが、所望の相対
的な高さとなるように、高さ調整機構１８を作動させ
る。研磨ヘッド７の研磨パッド１０のリバウンディング
弾性変形によるウエハ２への影響の低減効果を、ウエハ
２の厚さのばらつきに応じて最適化して得ることができ
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、例えば、ＵＬＳＩ
などの半導体デバイスを製造する方法において、半導体
デバイスの平坦化研磨等に用いるのに好適な研磨装置及
び研磨方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイス等の表面のグロー
バル平坦化技術として、化学的機械的研磨（Chemical M
echanical Polishing又はChemical Mechanical Planari
zation、以下ではＣＭＰと称す）技術が採用されてい
る。ＣＭＰは、物理的研磨に化学的な作用（研磨剤、溶
液による溶かし出し）を併用してウエハの表面凹凸を除
いていく工程である。ＣＭＰによる研磨を行う研磨装置
は、研磨パッド等の研磨体と、ウエハ等の被研磨物を保
持するチャック等の保持部とを備え、研磨体と前記被研
磨物との間に研磨剤を介在させた状態で、研磨体と被研
磨物との間に荷重を加え、かつ相対移動させることによ
り、被研磨物を研磨する。

【０００３】この種の研磨装置には、被研磨物の研磨時
に、研磨体と被研磨物との相対移動により、研磨体の一
部を一時的に又は常時、被研磨物からその周囲へはみ出
せるものがある。従来から、例えば、第１のタイプの研
磨装置として、チャックにフェイスアップで真空吸着さ
れたウエハを、角度追従性のあるフレキシブルな研磨ヘ
ッド部に取り付けたスモールパッド（ウエハよりも小径
の研磨パッド）で研磨する場合、ウエハから研磨パッド
を一時的にはみ出させる研磨装置が提供されている。ま
た、例えば、第２のタイプの研磨装置として、チャック
にフェイスダウンで真空吸着されたウエハを、研磨定盤
に取り付けたラージパッド（ウエハよりも大径の研磨パ
ッド）で研磨する場合、ウエハから研磨パッドを常時は
み出させる研磨装置が提供されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ウエハ等の被研磨物の
研磨時に、研磨パッド等の研磨体を被研磨物からその周
囲へ一時的又は常時はみ出させる、前述した従来の研磨
装置では、ウエハ等からの研磨パッドのはみ出しに起因
して、エッジイクスクルージョン（Edge Exclusion）が
比較的大きく、当該ウエハから得られるチップの収率を
さほど高めることができなかった。なお、エッジイクス
クルージョンは、研磨後のウエハ等の面内均一性を評価
する場合における評価範囲外とするウエハ等の外周部の
幅である。ウエハから得られるチップの収率を高めるた
めには、極力ウエハのエッジに近い部分まで均一に平坦
化研磨する必要があり、エッジイクスクルージョンが小
さいほどチップの収率が高まる。

【０００５】すなわち、前記第１のタイプのような研磨
装置においても、前記第２のタイプのような研磨装置に
おいても、ウエハ等からのパッドのはみ出しにより、パ
ッドに段差が生ずる。ウエハからはみ出していない箇所
のパッドは加圧力により押しつぶされているが、はみ出
した箇所はパッド材の復元力により前者よりも厚くなっ
ている。加圧力から解放されてこの厚みに復元した領域
は、ヘッド部の回転により再びウエハに接触する。この
段差部がウエハに乗り上げる瞬間は、解放されていたパ
ッド面が再び急激に圧縮されるために、ウエハが受ける
加圧状態はエッジ付近で不均一になる。押しつぶされて
いたパッドが加圧力から解放される瞬間にも同様のこと
が起きる。このような現象は、リバウンディング弾性変
形と呼ばれる。この現象に起因して、ウエハのエッジ近
傍では、研磨レートの低い特異点等が生じて所望の研磨
が得られず、エッジイクスクルージョンが大きくなって
いた。

【０００６】また、前記第１のタイプのような研磨装置
では、ウエハ等からのパッドのはみ出しによりパッドが
ウエハ等からオーバーハングすることによって、研磨ヘ
ッドの傾きが生ずる。前記第１のタイプのような研磨装
置では、加工組立に起因するパッド面とチャック面の平
行度誤差や、ウエハ表面のうねりなどを吸収するため
に、ヘッド部は角度追従性のあるフレキシブルな機構を
採用している。このため、パッドが揺動中にウエハから
はみ出すと、逆にこのフレキシブルさが裏目に出てしま
い研磨ヘッドはパッドがはみ出した側に比較的大きく傾
く結果、ウエハの中心側部分の加圧力が低下する一方、
ウエハの周辺側部分で加圧力が増大し、しかもその加圧
力の差が比較的大きくなってしまう。したがって、ウエ
ハの中心側部分の研磨レートが比較的大きく低下すると
ともにウエハの周辺側部分の研磨レートが比較的大きく
増大し、結果的にウエハの端部が一番多く削れてしまう
エッジファーストが生じてしまい、エッジイクスクルー
ジョンが大きくなっていた。

【０００７】前記第２のタイプのような研磨装置では、
リバウンディング弾性変形により生ずるエッジイクスク
ルージョンを低減するため、実際には、ウエハの周囲に
配置されたリテーナリングに、パッドのはみ出し部分を
支持する支持部材を兼用させることが行われている。こ
のリテーナリングのパッド支持面は全面に渡って同一平
面からなり、このリテーナリングは、そのパッド支持面
の高さが、パッド支持面の全面に渡って、チャックに保
持されたウエハの研磨面の高さとほぼ同一になるよう
に、チャックに対して固定されている。また、ウエハの
チャックへのローディング及びアンローディングを可能
にするべく、リテーナリングとウエハとの間にはかなり
大きい隙間が設けられている。この場合、リテーナリン
グのパッド支持面の幅を適切に設定すれば、リテーナリ
ングがダミーのウエハとして作用することにより、この
ようなリテーナリングを設けない場合に比べて、リバウ
ンディング弾性変形によるウエハへの影響を低減するこ
とができ、エッジイクスクルージョンを小さくすること
ができる。

【０００８】しかし、前記第２のタイプのような研磨装
置では、従来は、前記リテーナリングはチャックに対し
て固定されており、リテーナリングのパッド支持面の高
さを調整することは不可能であった。ところが、ウエハ
等の被研磨物の厚さは個々のウエハ毎に異なるため、ウ
エハの研磨面の高さとリテーナリングのパッド支持面と
の高さに差が生じてしまい、この差に起因して、必ずし
もリバウンディング弾性変形のウエハ等への影響を十分
に低減することは困難であり、さほどエッジイクスクル
ージョンを小さくすることはできなかった。

【０００９】前記第１のタイプのような研磨装置におい
ても、前記第２のタイプにような研磨装置における前記
リテーナリングと同様に、パッドのはみ出し部分を支持
する支持部材を設けることにより、エッジイクスクルー
ジョンの改善を図ることが行われている。この支持部材
のパッド支持面は全面に渡って同一平面からなり、この
支持部材は、そのパッド支持面の高さが、パッド支持面
の全面に渡って、チャックを基準として常に一定の高さ
となるように、設けられている。また、ウエハのチャッ
クへのローディング及びアンローディングを可能にする
べく、支持部材とウエハとの間にはかなり大きい隙間が
設けられている。この場合、支持部材のパッド支持面の
幅を適切に設定すれば、支持部材がダミーのウエハとし
て作用することにより、このような支持部材を設けない
場合に比べて、リバウンディング弾性変形によるウエハ
への影響を低減することができ、エッジイクスクルージ
ョンを小さくすることができる。また、支持部材のパッ
ド支持面の幅を十分に広く設定すれば、オーバーハング
による研磨ヘッドの傾きが生じなくなるため、支持部材
を設けない場合に比べて、エッジファーストが低減さ
れ、この点からも、エッジイクスクルージョンを小さく
することができる。

【００１０】しかし、前記第１のタイプのような研磨装
置では、従来は、支持部材のパッド支持面の高さがチャ
ックを基準として常に一定の高さなるように構成されて
おり、支持部材のパッド支持面の高さを調整することは
不可能であった。ところが、ウエハ等の被研磨物の厚さ
は個々のウエハ毎に異なるため、ウエハの研磨面の高さ
とリテーナリングのパッド支持面との高さに差が生じて
しまい、この差に起因して、必ずしもリバウンディング
弾性変形のウエハ等への影響を十分に低減することは困
難であり、さほどエッジイクスクルージョンを小さくす
ることはできなかった。

【００１１】また、前記第１のタイプのような研磨装置
では、従来は、オーバーハングによる研磨ヘッドの傾き
が全くないことが理想と考えられており、これに従い、
支持部材のパッド支持面は全面に渡って同一高さとされ
ていた。本発明の研究の結果、このような従来の技術常
識に反して、研磨ヘッドの傾きが常にエッジファースト
をもたらすものではなく、研磨ヘッドの傾きをウエハ等
のグローバル均一性を向上させるために設定する研磨条
件の設定パラメータの１つとして積極的に利用し得るこ
とが、判明した。すなわち、オーバーハングによる研磨
ヘッドの傾きが、前記支持部材がない場合のように大き
ければ、前述したようにエッジファーストが生じてしま
うが、研磨ヘッドの傾きがさほど大きくない範囲であれ
ば、研磨ヘッドの傾きに応じてウエハの中心側部分の加
圧力が低下するとともにウエハの周辺側部分で加圧力が
増大するが、その差が比較的小さくなることから、他の
研磨条件の設定パラメータ（例えば、プレストンの式に
おける研磨時間（滞在時間）など）との関係で、エッジ
ファーストを十分に低減することができる。むしろ、他
の研磨条件の設定パラメータと相俟って、研磨ヘッドの
傾きに応じて生ずる、中心側部分の加圧力と周辺側部分
の加圧力との差（勾配）を適切に設定することによっ
て、グローバル均一性を向上させることが可能である。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、エッジイクスクルージョンを小さくすること
ができる研磨装置及び研磨方法を提供することを目的と
する。

【００１３】また、本発明は、エッジイクスクルージョ
ンを小さくすることができるとともに、研磨ヘッドの傾
きを研磨条件の設定パラメータの１つとして積極的に利
用することができる研磨装置及び研磨方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】さらに、本発明は、低コストで半導体デバ
イスを製造することができる半導体デバイス製造方法、
及び低コストの半導体デバイスを提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様による研磨装置は、研磨体と、
被研磨物を保持する保持部とを備え、前記研磨体と前記
被研磨物との間に荷重を加え、前記研磨体及び前記被研
磨物を相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨
する研磨装置において、前記被研磨物の研磨時に少なく
とも一時的に前記被研磨物からその周囲へはみ出す前記
研磨体のはみ出し部分を支持する支持部と、前記支持部
における前記はみ出し部分を支持する支持面の高さを調
整して設定し得る高さ調整機構と、を備えたものであ
る。

【００１６】本発明の第２の態様による研磨装置は、前
記第１の態様において、前記保持部に保持された状態に
おける前記被研磨物の被研磨面の面の高さに応じた情報
に基づいて、前記被研磨物の前記被研磨面の高さを基準
とした前記支持面の相対的な高さが、所望の相対的な高
さとなるように、前記高さ調整機構を作動させる制御部
を、備えたものである。

【００１７】本発明の第３の態様による研磨装置は、前
記第２の態様において、前記情報を取得する計測部を備
えたものである。

【００１８】本発明の第４の態様による研磨装置は、前
記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記支持面
は、全面に渡ってほぼ同一の高さを有するものである。

【００１９】本発明の第５の態様による研磨装置は、前
記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記支持面
における前記被研磨物に近い側の領域の高さと前記被研
磨物から遠い側の領域の高さとが異なるものである。

【００２０】本発明の第６の態様による研磨装置は、前
記第５の態様において、前記遠い側の領域は、前記近い
側の領域に比べて、前記研磨体の側に突出していないも
のである。

【００２１】本発明の第７の態様による研磨装置は、前
記第５又は第６の態様において、前記支持部は、前記近
い側の領域を形成する第１の部材と、前記遠い側の領域
を形成する第２の部材とを有し、前記支持部は、前記第
１及び第２の部材のうちの少なくとも一方を当該領域の
高さが異なるものに交換し得るように、構成されたもの
である。

【００２２】本発明の第８の態様による研磨装置は、研
磨体と、被研磨物を保持する保持部とを備え、前記研磨
体と前記被研磨物との間に荷重を加え、前記研磨体及び
前記被研磨物を相対移動させることにより、前記被研磨
物を研磨する研磨装置において、前記被研磨物の研磨時
に少なくとも一時的に前記被研磨物からその周囲へはみ
出す前記研磨体のはみ出し部分を支持する支持部を備
え、前記支持部における前記はみ出し部分を支持する支
持面のうちの前記被研磨物に近い側の領域の高さと前記
被研磨物から遠い側の領域の高さとが異なるものであ
る。

【００２３】本発明の第９の態様による研磨装置は、前
記第８の態様において、前記遠い側の領域は、前記近い
側の領域に比べて、前記研磨体の側に突出していないも
のである。

【００２４】本発明の第１０の態様による研磨装置は、
前記第８又は第９の態様において、前記近い側の領域の
高さが前記被研磨物の被研磨面の高さとほぼ同一である
ものである。

【００２５】本発明の第１１の態様による研磨装置は、
前記第８乃至第１０のいずれかの態様において、前記支
持部は、前記近い側の領域を形成する第１の部材と、前
記遠い側の領域を形成する第２の部材とを有し、前記支
持部は、前記第１及び第２の部材のうちの少なくとも一
方を当該領域の高さが異なるものに交換し得るように、
構成されたものである。

【００２６】本発明の第１２の態様による研磨装置は、
前記第８乃至第１０のいずれかの態様において、前記支
持部は、前記近い側の領域を形成する第１の部材と、前
記遠い側の領域を形成する第２の部材とを有し、前記第
２の部材の前記遠い側の領域の高さを調整して設定し得
る高さ調整機構を備えたものである。

【００２７】本発明の第１３の態様による研磨装置は、
研磨体と、被研磨物を保持する保持部とを備え、前記研
磨体と前記被研磨物との間に荷重を加え、前記研磨体及
び前記被研磨物を相対移動させることにより、前記被研
磨物を研磨する研磨装置において、（ａ）前記被研磨物
の研磨時に少なくとも一時的に前記被研磨物からその周
囲へはみ出す前記研磨体のはみ出し部分を支持する支持
部であって、当該支持部における前記はみ出し部分を支
持する支持面のうちの前記被研磨物に近い側の領域を形
成する第１の部材、及び、前記支持面のうちの前記被研
磨物から遠い側の領域を形成する第２の部材を有する支
持部と、（ｂ）前記第１の部材の前記近い側の領域の高
さを調整して設定し得る第１の高さ調整機構と、（ｃ）
前記第１の部材の前記近い側の領域の高さと独立して、
前記第２の部材の前記遠い側の領域の高さを調整して設
定し得る第２の高さ調整機構と、を備えたものである。

【００２８】本発明の第１４の態様による研磨装置は、
前記第１３の態様において、前記保持部に保持された状
態における前記被研磨物の被研磨面の高さに応じた情報
に基づいて、前記被研磨物の前記被研磨面の高さを基準
とした前記支持面の前記各領域の相対的な高さが、それ
ぞれ所望の相対的な高さとなるように、前記第１及び第
２の高さ調整機構をそれぞれ作動させる制御部を、備え
たものである。

【００２９】本発明の第１５の態様による研磨装置は、
前記第１４の態様において、前記情報を取得する計測部
を備えたものである。

【００３０】本発明の第１６の態様による研磨装置は、
前記第１乃至第１５のいずれかの態様において、前記支
持部は、前記被研磨物の周囲に沿って順次配置され互い
に分離した複数の個別支持部を含み、前記各個別支持部
を、前記被研磨物の被研磨面にほぼ沿った方向であって
略々放射状の内側方向の第１の位置と、前記被研磨物の
被研磨面にほぼ沿った方向であって略々放射状の外側方
向の第２の位置との間で、それぞれ移動させる移動機構
を備えたものである。

【００３１】本発明の第１７の態様による研磨装置は、
前記第１６の態様において、前記第１の位置は、前記被
研磨物の周囲と前記各個別支持部との間に実質的に隙間
がない位置であるものである。

【００３２】本発明の第１８の態様による研磨装置は、
複数の研磨ゾーンを備え、前記各研磨ゾーンにおいて、
研磨体と保持部に保持された被研磨物との間に荷重を加
え、前記研磨体及び前記被研磨物を相対移動させること
により、前記被研磨物を異なる研磨条件で研磨する、研
磨装置であって、（ａ）前記各保持部に対応してそれぞ
れ設けられて、対応する保持部に保持された前記被研磨
物の研磨時に少なくとも一時的に当該被研磨物からその
周囲へはみ出す前記研磨体のはみ出し部分を支持する支
持部を備え、（ｂ）前記各支持部における前記はみ出し
部分を支持する支持面は、前記被研磨物に近い側の領域
と、当該近い領域の高さとは異なる高さを持つ前記被研
磨物から遠い側の領域を持つように、前記各領域の高さ
が設定され、（ｃ）前記複数の研磨ゾーンのうちの１つ
の研磨ゾーンに位置する前記保持部に対応して設けられ
た前記支持部の前記各領域間の高さの差と、前記複数の
研磨ゾーンのうちの他の１つ以上の研磨ゾーンに位置す
る前記保持部に対応して設けられた前記支持部の前記各
領域間の高さの差とが、互いに異なるように設定される
ものである。

【００３３】本発明の第１９の態様による研磨装置は、
前記第１８の態様において、前記各保持部を略々同一の
円周上に配置し、かつ前記各保持部を当該円周に沿って
一体に回動し得るように設けられたインデックステーブ
ルを備え、前記インデックステーブルの回動により、前
記各保持部のうちの所定数の保持部が前記複数の研磨ゾ
ーンにそれぞれ１つずつ位置するものである。

【００３４】本発明の第２０の態様による研磨方法は、
研磨体と被研磨物との間に荷重を加え、前記研磨体及び
前記被研磨物を相対移動させることにより、前記被研磨
物を研磨する研磨方法において、前記被研磨物の研磨時
に少なくとも一時的に前記被研磨物からその周囲へはみ
出す前記研磨体のはみ出し部分を支持部で支持し、前記
支持部における前記はみ出し部分を支持する支持面のう
ちの前記被研磨物に近い側の領域の高さと前記被研磨物
から遠い側の高さとを異ならせた状態で、前記被研磨物
を研磨するものである。

【００３５】本発明の第２１の態様による研磨方法は、
前記第２０の態様において、前記遠い側の領域は、前記
近い側の領域に比べて、前記研磨体の側に突出していな
い状態で、前記被研磨物を研磨するものである。

【００３６】本発明の第２２の態様による研磨方法は、
前記第２０又は第２１の態様において、前記近い側の領
域の高さを前記被研磨物の被研磨面の高さとほぼ同一に
した状態で、前記被研磨物を研磨するものである。

【００３７】本発明の第２３の態様による半導体デバイ
ス製造方法は、前記第１乃至第１９のいずれかの態様に
よる研磨装置を用いて、あるいは、前記第２０乃至第２
２のいずれかの態様による研磨方法を用いて、半導体ウ
エハの表面を平坦化する工程を有するものである。

【００３８】本発明の第２４の態様による半導体デバイ
スは、前記第２３の態様による半導体デバイス製造方法
により製造されるものである。

【００３９】前述した各態様において、前記研磨体の径
が前記被研磨物の径と略同一であるかあるいはそれより
大きくてもよいし、また、前記被研磨物の径が前記研磨
体の径より大きくてもよい。

【００４０】また、前述した各態様において、前記支持
部は、前記保持部に対して固定されていてもよいし、前
記保持部に対して固定されていなくてもよい。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による研磨装置、研
磨方法、半導体デバイス及び半導体デバイス製造方法に
ついて、図面を参照して説明する。

【００４２】［第１の実施の形態］

【００４３】図１は、本発明の第１の実施の形態による
研磨装置のインデックステーブル１の付近を模式的に示
す概略平面図である。図２は、図１中のＡ−Ｂ矢視の概
略断面と図１に示す研磨装置の制御系統を模式的に示す
図である。

【００４４】本実施の形態による研磨装置は、図１に示
すように、図示しない固定部に対して中心軸Ｏ回りに回
動自在に支持され、電動モータ（図示せず）により図１
中の矢印Ｃの方向に回動されるインデックステーブル１
を、備えている。インデックステーブル１には、軸Ｏを
中心とする同一の円周上に９０゜間隔で配置された４つ
のウエハ保持部３〜６が設けられている。本実施の形態
では、ウエハ保持部３〜６は、それらの上部に被研磨物
としてのウエハ２を保持し、ウエハ２の上面が被研磨面
となる。

【００４５】インデックステーブル１が回動することに
よって、ウエハ保持部３〜６がそれぞれ、ローディング
ゾーンＺ１、第１の研磨ゾーンＺ２、第２の研磨ゾーン
Ｚ３及びアンローディングゾーンＺ４に、順次位置する
ようになっている。本実施の形態では、第１の研磨ゾー
ンＺ２でウエハ２の被研磨面を粗研磨して平坦化し、第
２の研磨ゾーンＺ３で、平坦化処理後のウエハ２の被研
磨面を仕上げ研磨する。

【００４６】ウエハ保持部４は、略々円盤状に構成され
て公知の真空吸着可能な構造（図示せず）を持ち、ウエ
ハ２を真空吸着することによってウエハ２を上面に保持
し得るようになっている。ウエハ保持部４の下部には支
持筒１１が固定され、支持筒１１がベアリング等（図示
せず）によりインデックステーブル１に回転自在に支持
され、アクチュエータとして電動モータを用いた図示し
ない機構によって、図１中の矢印Ｄの方向に回転できる
ようになっている。ウエハ保持部４は、このようにイン
デックステーブル１に対して矢印Ｄの方向に回転できる
が、インデックステーブル１に対して図２中の上下方向
には移動しないようになっている。以上、インデックス
テーブル１に搭載された１つのウエハ保持部４に関して
説明したが、図１中の他のウエハ保持部３，５，６につ
いても同様に構成されている。

【００４７】また、図１に示すように、研磨ゾーンＺ
２，Ｚ３には、研磨ヘッド（研磨部材）７，８がそれぞ
れ設けられている。研磨ゾーンＺ２の研磨ヘッド７は、
図２に示すように、研磨定盤９の下面に研磨体としての
研磨パッド１０を設置したものである。図２に示す例で
は、研磨パッド１０としては、２層のスタッキングパッ
ドが用いられているが、これに限定されるものではな
い。本実施の形態では、研磨パッド１０は、粗研磨の平
坦化処理に適した材質、層数及び表面の溝構造等を持つ
ものを適宜選択すればよい。

【００４８】研磨ヘッド７は、アクチュエータとして電
動モータを有する図示しない機構によって、図２中の矢
印Ｅ，Ｆ，Ｇで示すように、回転、上下動及び左右に揺
動（往復動）できるようになっている。また、図面には
示していないが、研磨定盤９は角度追従性を持つように
支持されている。研磨ヘッド７の研磨パッド１０の径
は、ウエハ２の径より小さくされている。もっとも、研
磨パッド１０の径は、ウエハ２の径より大きくしてもよ
い。研磨ゾーンＺ２に位置しているウエハ保持部（図１
及び図２の状態では、ウエハ保持部４）に保持されたウ
エハ２の研磨時に、研磨ヘッド７の矢印Ｇの方向の揺動
によって、図１及び図２に示すように、研磨パッド１０
の一部が一時的にウエハ２の図１及び図２中の右側の周
囲へはみ出すようになっている。図２は、研磨パッド１
０が最も右側へはみ出した状態を示している。また、図
面には示していないが、研磨ヘッド７は、研磨剤（スラ
リー）供給構造を持ち、研磨定盤９の下面の回転中心に
形成された給液孔から研磨パッド１０にひいてはウエハ
２上に研磨剤を供給し得るように構成されている。本実
施の形態では、この研磨剤として、粗研磨の平坦化処理
に適した種類のものが用いられている。

【００４９】以上、研磨ゾーンＺ２の研磨ヘッド７に関
して説明したが、研磨ゾーンＺ３の研磨ヘッド８につい
ても同様に構成されている。ただし、研磨ヘッド８で
は、ウエハ２の被研磨面の仕上げ研磨に適した研磨パッ
ドが用いられ、また、この仕上げ研磨に適した種類の研
磨剤が供給されるようになっている。さらに、研磨ヘッ
ド８も研磨ヘッド７と同様に、回転、上下動及び左右に
揺動（往復動）できるようになっているが、本実施の形
態では、研磨ヘッド８の揺動によって、図１に示すよう
に、研磨ヘッド８の研磨パッドの一部が一時的にウエハ
２の図１中の左側の周囲へはみ出すようになっている。

【００５０】そして、本実施の形態による研磨装置で
は、図１に示すように、各ウエハ保持部３〜６に対応し
て、２つずつの支持部１３ａと１３ｂ、１４ａと１４
ｂ、１５ａと１５ｂ、１６ａと１６ｂがそれぞれ設けら
れている。各ウエハ保持部３〜６に対応して設けられた
一方の支持部１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａは、対応
するウエハ保持部が研磨ゾーンＺ２に位置し当該ウエハ
保持部に保持されたウエハ２が研磨ヘッド７で研磨され
る時に、当該ウエハ保持部に保持されたウエハ２からそ
の周囲の右側へ一時的にはみ出す研磨ヘッド７の研磨パ
ッド１０のはみ出し部分を支持するように、インデック
ステーブル１上に配置されている。各ウエハ保持部３〜
６に対応して設けられた他方の支持部１３ｂ，１４ｂ，
１５ｂ，１６ｂは、対応するウエハ保持部が研磨ゾーン
Ｚ３に位置し当該ウエハ保持部に保持されたウエハ２が
研磨ヘッド８で研磨される時に、当該ウエハ保持部に保
持されたウエハ２からその周囲の左側へ一時的にはみ出
す研磨ヘッド８の研磨パッドのはみ出し部分を支持する
ように、インデックステーブル１上に配置されている。

【００５１】本実施の形態では、ウエハ保持部４に対応
する一方の支持部１４ａは、図１及び図２に示すよう
に、ウエハ保持部４に保持されたウエハ２の外周に若干
隙間Ｓをあけて沿った平面視円弧状をなすとともに断面
長方形状の単一の部材１７で構成されている。この部材
１７の上面は、研磨ヘッド７の研磨パッド１０のはみ出
し部分を支持する支持面をなし、全体に渡って同一の高
さを持つ平面、すなわち、ウエハ保持部４におけるウエ
ハ保持面と実質的に平行な平面となっている。部材１７
は、例えば、ジルコニアやアルミナ等の耐摩耗性に優れ
たセラミック材料で構成される。ウエハ保持部４に対応
する他方の支持部１４ｂも、部材１７と同様の単一の部
材で構成され、その部材の上面は、研磨ヘッド８の研磨
パッドのはみ出し部分を支持する支持面をなし、全体に
渡って同一の高さを持つ平面となっている。

【００５２】また、本実施の形態では、図２に示すよう
に、支持部１４ａにおける研磨パッド１０の前記はみ出
し部分を支持する支持面の高さ（本実施の形態では、部
材１７の上面の図２中の上下方向の位置）を調整して設
定し得る高さ調整機構１８が、設けられている。本実施
の形態では、高さ調整機構１８は、そのベース側がイン
デックステーブル１に対して固定されたベース部材１９
に固定され、その可動側が部材１７に対して機械的に連
係されており、インデックステーブル１を基準として支
持部１４ａの支持面の高さを調整して設定し得るように
構成されている。本実施の形態では、支持部１４ａは、
ウエハ保持部４と独立しており、ウエハ保持部４と一緒
に回転することはない。

【００５３】図３は、この高さ調整機構１８の一具体例
を示す概略断面図である。図３に示す例では、高さ調整
機構１８は、ベース部材１９に固定され部材１７を上下
方向にのみ案内し部材１７の他の動きを規制する案内部
材２０と、ベース部材１９に固定された電動モータ２１
と、電動モータ２１の出力軸に連結され上方に延びた精
密ねじ軸２２とから構成されている。ねじ軸２２は、部
材１７に形成されたねじ孔２７に螺合されている。この
高さ調整機構１８によれば、部材１７は、電動モータ２
１を回転させると、案内部材２０により上下方向に案内
されつつ、ねじ軸２２により上下方向に移動され、電動
モータ２１を停止させるとその位置で停止する。したが
って、電動モータ２１の回転方向及び回転量に応じて、
部材１７の上下方向の位置を調整して設定することがで
きる。もっとも、高さ調整機構１８の具体的な構成は、
図３に示す構成に限定されるものではなく、種々の機構
を採用し得ることは言うまでもない。

【００５４】ウエハ保持部４に対応する他方の支持部１
４ｂに対しても、図面には示していないが、支持部高さ
調整機構１８に相当する高さ調整機構が設けられてい
る。なお、本実施の形態では、支持部１４ａ，１４ｂに
対してそれぞれ高さ調整機構が設けられ、両者の高さを
それぞれ独立して調整して設定できるようになっている
が、例えば、支持部１４ａ，１４ｂを機械的に連結して
おき、両者の高さを１つの高さ調整機構で同時に調整し
て設定し得るように構成してもよい。

【００５５】以上、ウエハ保持部４に対応する支持部１
４ａ，１４ｂ及びこれらに対してそれぞれ設けられた高
さ調整機構について説明したが、他のウエハ保持部３，
５，６に対応して設けられた支持部１３ａ，１３ｂ，１
５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂも支持部１４ａ，１４ｂ
と同様に構成され、これらの支持部１３ａ，１３ｂ，１
５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂに対しても高さ調整機構
１８に相当する高さ調整機構がそれぞれ設けられてい
る。

【００５６】また、本実施の形態による研磨装置では、
図１及び図２に示すように、ウエハ保持部に保持された
状態におけるウエハ２の被研磨面の高さに応じた情報を
取得する計測部として、接触子を用いた機械式あるいは
光学式などの非接触式の変位計２３が、ローディングゾ
ーンＺ１に設けられている。本実施の形態では、この変
位計２３は、ローディングゾーンＺ１に位置しているウ
エハ保持部（図１に示す状態では、ウエハ保持部３）に
保持されているウエハ２の被研磨面の高さを、インデッ
クステーブル１の所定箇所を基準として計測するように
なっている。もっとも、前記計測部はこれに限定される
ものではなく、例えば、ローディングゾーンＺ１のウエ
ハ保持部４にローディングされる前のウエハ２の厚さを
測定する測定器を前記計測部として用い、前記情報とし
て当該測定器から得られるウエハ２の厚さを用いてもよ
い。ウエハ保持部４の上面の高さは既知であるので、ウ
エハ２の厚さからウエハ２の上面の高さを知ることがで
きる。なお、現状では、個々のウエハ２の厚さのばらつ
きは、かなり大きい。変位計２３からの計測結果（ウエ
ハ２の被研磨面の高さ）は、後述する制御部２４によ
り、図２中の高さ調整機構１８などの前述した各高さ調
整機構を制御するために用いられる。

【００５７】さらに、本実施の形態による研磨装置は、
図２に示すように装置全体を制御する制御部２４も備え
ており、制御部２４が、前述した各部のモータや、変位
計２３や、ローディングゾーンＺ１に位置しているウエ
ハ保持部に対してウエハ２をローディングする搬送装置
（図示せず）や、アンローディングゾーンＺ４に位置し
ているウエハ保持部に対してウエハ２をアンローディン
グする搬送装置（図示せず）などを、制御することによ
って、以下に説明する動作を行う。

【００５８】各ゾーンＺ１〜Ｚ４での動作は並行して行
われるが、各ウエハ保持部３〜６に関する動作は各ゾー
ンＺ１〜Ｚ４ごとに同じであるので、ここでは、ウエハ
保持部４に着目して動作を説明する。

【００５９】ウエハ保持部４がゾーンＺ１に位置してい
るときに、図示しない搬送装置により、ウエハ２がウエ
ハ保持部４上にローディングされる。そして、ウエハ保
持部４上にウエハ２が保持された状態で、変位計２３に
より当該ウエハ２の被研磨面の高さが計測される。制御
部２４は、このウエハ２の被研磨面の高さに基づいて、
支持部１４ａに対応して設けられた高さ調整機構１８及
び支持部１４ｂに対応して設けられた高さ調整機構をそ
れぞれ作動させて、支持部１４ａの支持面（部材１７の
上面）の高さ及び支持部１４ｂの支持面の高さを、それ
ぞれ調整して所望の高さに設定する。この支持部１４
ａ，１４ｂの支持面の高さの設定とそれによる効果につ
いては、後に詳述する。

【００６０】なお、本実施の形態では、ゾーンＺ１で設
定された高さは、次回にゾーンＺ１で新たに設定される
まで、研磨ゾーンＺ２，Ｚ３においても維持される。も
っとも、支持部１４ａの支持面の高さの設定は、ウエハ
保持部４に保持されたウエハ２が研磨ゾーンＺ２で研磨
が開始される前に行えばよいし、支持部１４ｂの支持面
の高さの設定は、ウエハ保持部４に保持されたウエハ２
が研磨ゾーンＺ３で研磨が開始される前に行えばよい。

【００６１】次に、インデックステーブル１が回動し
て、ウエハ２を保持したウエハ保持部４が第１の研磨ゾ
ーンＺ２に位置する。この研磨ゾーンＺ２では、図１及
び図２に示すように、研磨ヘッド７は、回転しながら揺
動して、ウエハ保持部４上のウエハ２の被研磨面に所定
の圧力（荷重）で押し付けられる。ウエハ保持部４を回
転させてウエハ２も回転させ、ウエハ２と研磨ヘッド７
との間で相対運動を行わせる。この状態で、前述したよ
うに研磨剤が研磨ヘッド７からウエハ２上に供給され、
研磨剤はウエハ２上で拡散し、研磨ヘッド７とウエハ２
の相対運動に伴って研磨パッド１０とウエハ２との間に
入り込み、ウエハ２の被研磨面を研磨する。すなわち、
研磨ヘッド７とウエハ２の相対運動による機械的研磨
と、研磨剤の化学的作用が相乗的に作用して、研磨が行
われる。このとき、研磨剤の種類や研磨パッド１０の種
類の他にも、研磨ヘッド７及びウエハ保持部４の回転速
度や、研磨ヘッド７の揺動速度や揺動量などの研磨条件
は、粗研磨の平坦化処理に適した条件とされる。

【００６２】この粗研磨の平坦化処理の後、インデック
ステーブル１が回動して、ウエハ２を保持したウエハ保
持部４が第２の研磨ゾーンＺ３に位置する。この研磨ゾ
ーンＺ２では、研磨ゾーンＺ４での研磨と基本的に同様
の研磨が行われる。すなわち、研磨ヘッド８は、回転し
ながら揺動して、ウエハ保持部４上のウエハ２の被研磨
面に所定の圧力（荷重）で押し付けられる。ウエハ保持
部４を回転させてウエハ２も回転させ、ウエハ２と研磨
ヘッド８との間で相対運動を行わせる。この状態で、研
磨剤が研磨ヘッド８からウエハ２上に供給され、研磨剤
はウエハ２上で拡散し、研磨ヘッド８とウエハ２の相対
運動に伴って研磨ヘッド８の研磨パッドとウエハ２との
間に入り込み、ウエハ２の被研磨面を研磨する。すなわ
ち、研磨ヘッド８とウエハ２の相対運動による機械的研
磨と、研磨剤の化学的作用が相乗的に作用して、研磨が
行われる。このとき、研磨剤の種類や研磨パッド１０の
種類の他にも、研磨ヘッド８及びウエハ保持部４の回転
速度や、研磨ヘッド８の揺動速度や揺動量などの研磨条
件は、仕上げ研磨に適した条件とされる。したがって、
第１の研磨ゾーンＺ２での研磨と第２の研磨ゾーンＺ３
での研磨とでは、研磨条件が異なる。

【００６３】この仕上げ研磨の後、インデックステーブ
ル１が回動して、ウエハ２を保持したウエハ保持部４が
アンローディングゾーンＺ４に位置する。研磨が終了し
たウエハ２がゾーンＺ４でアンローディングされ、搬送
装置（図示せず）により洗浄工程等を行う図示しない場
所に搬送される。

【００６４】その後、インデックステーブル１が回動し
て、ウエハ保持部４がローディングゾーンＺ１へ戻り、
このウエハ保持部４に次のウエハ２がローディングさ
れ、以上の動作を繰り返す。

【００６５】ここで、前述したローディングゾーンＺ１
での支持部１４ａ，１４ｂの支持面の高さの設定の例と
それによる効果について、説明する。説明の便宜上、ウ
エハ２の被研磨面の高さを基準として、ウエハ２の被研
磨面と同じ高さをゼロ、ウエハ２の高さより研磨パッド
側（本実施の形態では上側）の高さを＋、ウエハ２の高
さより研磨パッドと反対側（本実施の形態では下側）の
高さを−とする。

【００６６】まず、支持部１４ａの支持面の高さについ
て説明する。

【００６７】第１に、支持部１４ａの支持面の高さを実
質的にゼロに設定してもよい。この場合、研磨ゾーンＺ
２での研磨時において、研磨ヘッド７の研磨パッド１０
のリバウンディング弾性変形によるウエハ２への影響が
最も低減され、この点からエッジイクスクルージョンを
小さくすることができる。また、研磨ヘッド７の傾きも
実質的に生じないので、エッジファーストが低減され、
この点からもエッジイクスクルージョンが小さくなる。

【００６８】第２に、支持部１４ａの支持面の高さを、
実質的にゼロから−側の所定の値までの範囲で、研磨ゾ
ーンＺ２での他の研磨条件のパラメータと相俟ってウエ
ハ２のグローバル均一性を向上させることができるよう
な高さに設定してもよい。ここで、前記所定の値は、研
磨ゾーンＺ２での研磨時において、支持部１４ａがない
場合に比べて、研磨ヘッド７の傾きが抑制され、エッジ
ファーストが低減されるような値である。この第２の場
合には、支持部１４ａの支持面の高さの−側の値が小さ
い（又は大きい）ほど研磨ゾーンＺ２での研磨時におけ
る研磨ヘッド７の傾きが小さく（又は大きく）なり、そ
れに応じて、ウエハ２の中心側部分の加圧力と周辺側部
分の加圧力との差（勾配）が決まる。したがって、前記
範囲内で、支持部１４ａの支持面の高さを適切に設定す
ることによって、他の研磨条件のパラメータと相俟っ
て、ウエハ２のグローバル均一性を向上させることがで
きる。また、支持部１４ａの支持面の高さが、前記範囲
内における比較的ゼロに近い範囲の値であれば、研磨ヘ
ッド７の研磨パッド１０のリバウンディング弾性変形に
よるウエハ２への影響もある程度低減され、エッジイク
スクルージョンを小さくすることができる。ただし、支
持部１４ａの支持面の高さが、前記範囲内であっても比
較的ゼロに近い範囲を越える値であれば、研磨ヘッド７
の研磨パッド１０のリバウンディング弾性変形によるウ
エハ２への影響の低減効果はほとんど得られなくなる。
すなわち、本実施の形態では、支持部１４ａの支持面の
高さを調整して比較的広い範囲内でウエハ２のグローバ
ルプロファイルを調整することと、研磨ヘッド７の研磨
パッド１０のリバウンディング弾性変形によるウエハ２
への影響の低減効果とは、トレードオフの関係にある。

【００６９】本実施の形態では、変位計２３により得ら
れたウエハ２の被研磨面の高さに基づいて、支持部１４
ａの高さが調整されるので、前記第１及び第２のいずれ
の場合にも、個々のウエハ２の厚さのばらつきにも拘わ
らず、ウエハ２の被研磨面を基準として支持部１４ａの
高さを前述した所望の高さに設定することができ、前述
した効果を適切に得ることができる。すなわち、研磨ヘ
ッド７の研磨パッド１０のリバウンディング弾性変形に
よるウエハ２への影響の低減効果を、ウエハ２の厚さの
ばらつきに応じて最適化して得ることができる。

【００７０】以上、支持部１４ａの支持面の高さの設定
に関して説明したが、支持部１４ｂの高さの設定につい
ても同様である。すなわち、第１に、支持部１４ｂの支
持面の高さを実質的にゼロに設定してもよい。第２に、
支持部１４ｂの支持面の高さを、実質的にゼロから−側
の所定の値までの範囲で、研磨ゾーンＺ３での他の研磨
条件のパラメータと相俟ってウエハ２のグローバル均一
性を向上させることができるような高さに設定してもよ
い。なお、支持部１４ａの設定の仕方と支持部１４ｂの
設定の仕方は必ずしも同様にする必要はない。例えば、
支持部１４ａの支持面の高さを前記第１の場合の設定に
し、支持部１４ｂの支持面の高さを前記第２の場合の設
定にしてもよい。

【００７１】なお、研磨ゾーンＺ３での研磨は、研磨ゾ
ーンＺ２の研磨後に行われるので、支持部１４ｂの高さ
の設定は、研磨ゾーンＺ２での研磨による研磨量を予め
見込んで行うことが、好ましい。すなわち、変位計２３
により得られたウエハ２の被研磨面の高さから、研磨ゾ
ーンＺ２での研磨による研磨量を差し引いた高さを基準
として、支持部１４ｂの高さを設定することが好まし
い。もっとも、支持部１４ｂの高さの設定に際して、必
ずしも研磨ゾーンＺ２での研磨による研磨量を見込む必
要はない。これらの点は、後述する各実施の形態につい
ても同様である。

【００７２】本実施の形態では、ウエハ保持部４に対し
て研磨ヘッド７，８の研磨パッドのウエハ２からのはみ
出し箇所にのみ支持部１４ａ，１４ｂがそれぞれ設けら
れているが、例えば、これらの支持部１４ａ，１４ｂに
代えて、ウエハ保持部４に保持されるウエハ２の外周の
全体に沿ってリング状に配置した支持部を設けてもよ
い。この場合、この支持部は、前記支持部１４ａ，１４
ｂと同様にウエハ保持部４と独立しウエハ保持部４と一
緒に回転しないようにしてもよいし、ウエハ保持部４と
一緒に回転するようにしてもよい。後者の場合、当該支
持部に対して設けられる前記高さ調整機構１８に相当す
る高さ調整機構のベースを、ウエハ保持部４に対して固
定すればよい。このように、ウエハ保持部４に保持され
るウエハ２の外周の全体に沿ってリング状に配置した支
持部を用い、この支持部をウエハ保持部４と一緒に回転
するようにした場合、例えば、研磨ヘッド７，８（及び
その研磨パッド）径がウエハ２よりかなり大きく、ウエ
ハ２の全周囲から研磨パッドが常時はみだしているよう
な研磨装置（研磨ヘッドとウエハ保持部４との上下関係
は逆でもよい。）を、構成することもできる。この研磨
装置では、研磨ヘッドの傾き調整によるウエハ２のグロ
ーバルプロファイルの調整機能を得ることはできない
が、ウエハ２の厚さのばらつきに拘わらず、当該支持部
の支持面の高さをウエハ２の被研磨面の高さを実質的に
同一にして、研磨パッドのリバウンディング弾性変形に
よるウエハ２への影響が大きく低減することができる点
で、その効果を著しい。

【００７３】なお、本実施の形態は、前述したように、
インデックステーブル１を用いて複数のウエハ保持部３
〜６と複数の研磨ヘッド７，８とを有する研磨装置の例
であったが、例えば、インデックステーブル１を用いず
に、１組のウエハ保持部及び研磨ヘッドのみ持つように
変形してもよい。また、例えば、事前にウエハ２の厚さ
を計測しておき、その情報を図示しない入力装置で制御
部に入力するようにしてもよい。この場合、研磨装置自
身が変位計２３を持つ必要はない。これらの点は、後述
する各実施の形態についても同様である。

【００７４】［第２の実施の形態］

【００７５】図４は、本発明の第２の実施の形態による
研磨装置の一部の概略断面と制御系統を模式的に示す図
であり、図２に対応している。図５は、図４中の支持部
１４ａの支持面付近を拡大して模式的に示す図である。
図４及び図５において、図１及び図２中の要素と同一又
は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明
は省略する。図４及び図５は、研磨パッド１０が最も右
側へはみ出した状態を示している。

【００７６】本実施の形態が前記第１の実施の形態と異
なる所は、以下に説明する点のみである。

【００７７】前記第１の実施の形態では、支持部１４ａ
を構成する単一の部材１７の、研磨ヘッド７の研磨パッ
ド１０のはみ出し部分を支持する支持面をなす上面が、
全体に渡って同一の高さを持つ平面とされ、他の支持部
１４ｂ，１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１
６ｂも同様である。これに対し、本実施の形態では、支
持部１４ａを構成する単一の部材１７の、研磨ヘッド７
の研磨パッド１０のはみ出し部分を支持する支持面をな
す上面における、ウエハ２に近い側の領域Ｒ１の高さと
ウエハ２から遠い側の領域の高さとが、異なっている。
本実施の形態では、具体的には、領域Ｒ２の高さが領域
Ｒ１の高さより低くされ、各領域Ｒ１，Ｒ２は、それぞ
れウエハ保持部４におけるウエハ保持面と実質的に平行
な平面とされ、これにより、領域Ｒ２が領域Ｒ１に比べ
て研磨パッド１０の側に突出しないようになっている。
領域Ｒ１の幅は、研磨パッドのリバウンディング弾性変
形によるウエハ２への影響を抑えるに足る程度の幅に設
定されている。また、本実施の形態では、他の各支持部
１４ｂ，１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１
６ｂについても支持部１４ａと同様に構成されている。

【００７８】ローディングゾーンＺ１での支持部１４ａ
の支持面の高さの設定について説明すると、本実施の形
態では、部材１７の上面の領域Ｒ１の高さが、ウエハ２
の被研磨面の高さと実質的に同一に設定される。その結
果、図５に示すように、研磨ゾーンＺ２での研磨ヘッド
７の研磨パッド１０のはみ出し部分のウエハ２側の部分
が、ウエハ２の被研磨面と同一高さの領域Ｒ１で支持さ
れることから、領域Ｒ１と領域Ｒ２との高さの差Δｈの
大きさに拘わらずに、研磨ヘッド７の研磨パッド１０の
リバウンディング弾性変形によるウエハ２への影響が大
きく低減され、この点からエッジイクスクルージョンを
小さくすることができる。

【００７９】また、領域Ｒ２の高さが領域Ｒ１より低い
ものの、領域Ｒ２も研磨パッド１０のはみ出し部分を支
持する支持面の一部を形成しており、領域Ｒ２が研磨パ
ッド１０のはみ出し部分のウエハ２から遠い側の部分を
支持することから、研磨ヘッド７の傾きは、支持部１４
ａがない場合に比べて低減される。このため、エッジフ
ァーストが低減され、この点からもエッジイクスクルー
ジョンが小さくなる。

【００８０】そして、領域Ｒ２の高さが領域Ｒ１の高さ
よりΔｈだけ低くされているので、研磨ヘッド７は、図
５に示すように、領域Ｒ１と領域Ｒ２の高さの差Δｈに
応じた角度θだけ傾き、それに応じて、ウエハ２の中心
側部分の加圧力と周辺側部分の加圧力との差（勾配）が
決まる。したがって、領域Ｒ１と領域Ｒ２の高さの差Δ
ｈを適切に設定することによって、他の研磨条件のパラ
メータと相俟って、ウエハ２のグローバル均一性を向上
させることができる。このとき、前述したように、研磨
パッド１０のリバウンディング弾性変形によるウエハ２
への影響を低減させる効果は、差Δｈの大きさにほとん
ど依存しないので、差Δｈを比較的広い範囲で自由に設
定することができ、グローバル均一性を向上させるため
に必要な値に比較的自由に設定することができる。

【００８１】このように、本実施の形態では、領域Ｒ１
が研磨パッド１０のリバウンディング弾性変形にによる
ウエハ２への影響を低減させる機能を担い、領域Ｒ２が
研磨ヘッド７の傾きθを設定する機能を担い、両者の機
能は互いに独立している。したがって、本実施の形態に
よれば、前記第１の実施の形態と異なり、比較的広い範
囲内でウエハ２のグローバルプロファイルを調整するこ
とと、研磨ヘッド７の研磨パッド１０のリバウンディン
グ弾性変形によるウエハ２への影響の低減効果とが、両
立され、より好ましい。なお、領域Ｒ２は、研磨ヘッド
７の傾きを設定する機能を担うものであるので、必ずし
もウエハ保持部４におけるウエハ保持面と実質的に平行
である必要はなく、例えば、図４中の右側下がりの傾斜
面としてもよい。また、必要に応じて、領域Ｒ２の高さ
を領域Ｒ１の高さより若干高く設定することも可能であ
る。

【００８２】そして、本実施の形態では、変位計２３に
より得られたウエハ２の被研磨面の高さに基づいて、支
持部１４ａの高さが調整されるので、個々のウエハ２の
厚さのばらつきにも拘わらず、ウエハ２の被研磨面を基
準として支持部１４ａの高さを前述した所望の高さに設
定することができ、前述した効果を適切に得ることがで
きる。

【００８３】以上、支持部１４ａの支持面の高さの設定
に関して説明したが、支持部１４ｂの高さの設定につい
ても同様である。ただし、研磨ゾーンＺ２と研磨ゾーン
Ｚ３とでは、研磨剤や研磨パッドの種類やその他の研磨
条件のパラメータとが異なるので、両ゾーンにおいてグ
ローバル均一性を高めるために、通常は、支持部１４ａ
の前記差Δｈとこれに相当する支持部１４ｂの差とは、
異なる値に設定される。なお、支持部１３ａ，１３ｂ、
支持部１５ａ，１５ｂ及び支持部１６ａ，１６ｂの支持
面の高さの設定が、支持部１４ａ，１４ｂの支持面の高
さの設定と同様に行われることは、言うまでもない。

【００８４】本実施の形態では、ウエハ保持部４に対し
て研磨ヘッド７，８の研磨パッドのウエハ２からのはみ
出し箇所にのみ支持部１４ａ，１４ｂがそれぞれ設けら
れているが、例えば、これらの支持部１４ａ，１４ｂに
代えて、ウエハ保持部４に保持されるウエハ２の外周の
全体に沿ってリング状に配置した支持部を設けてもよ
い。この場合、この支持部は、前記支持部１４ａ，１４
ｂと同様にウエハ保持部４と独立しウエハ保持部４と一
緒に回転しないようにしてもよいし、ウエハ保持部４と
一緒に回転するようにしてもよい。これらの点は、後述
する各実施の形態についても同様である。

【００８５】［第３の実施の形態］

【００８６】図６は、本発明の第３の実施の形態による
研磨装置の一部の概略断面と制御系統を模式的に示す図
であり、図２及び図４に対応している。図６において、
図１及び図２並びに図４中の要素と同一又は対応する要
素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
図６は、研磨パッド１０が最も右側へはみ出した状態を
示している。

【００８７】本実施の形態が前記第２の実施の形態と異
なる所は、以下に説明する点のみである。前記第２の実
施の形態では、支持部１４ａが単一の部材１７で構成さ
れ、他の支持部１４ｂ，１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５
ｂ，１６ａ，１６ｂも同様である。これに対し、本実施
の形態では、支持部１４ａは、図６に示すように、図４
中の部材１７を２つに分割したような断面Ｌ字状の部材
１７ａと断面長方形状の部材１７ｂとで構成され、部材
１７ｂが部材１７ａに対してねじ３０でねじ止めされて
いる。図６からわかるように、部材１７ａが前記領域Ｒ
１を形成し、部材１７ｂが前記領域Ｒ２を形成してい
る。本実施の形態では、部材１７ｂが部材１７ａに対し
てねじ３０でねじ止めされることにより、部材１７ｂを
領域Ｒ２の高さが異なるもの（本実施の形態では上下方
向の厚みの異なるもの）に交換し得るように、構成され
ている。もっとも、部材１７ｂの交換を可能にする構造
は、ねじ止め構造に限定されるものではない。また、本
実施の形態では、他の各支持部１４ｂ，１３ａ，１３
ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂについても支持部
１４ａと同様に構成されている。

【００８８】本実施の形態によっても、前記第２の実施
の形態と同様の利点が得られる。さらに、本実施の形態
では、領域Ｒ２を形成する部材１７ｂが当該領域Ｒ２の
高さが異なるものに交換し得るように構成されているの
で、部材１７ｂを領域Ｒ２の高さを異なるものに交換す
ることによって、比較的容易に、領域Ｒ１の高さと領域
Ｒ２の高さとの差Δｈを適宜異なる値に調整することが
できる。したがって、比較的容易に、研磨ヘッド７の傾
きΔθを調整してグローバルプロファイルの調整を行う
ことができる。

【００８９】［第４の実施の形態］

【００９０】図７は、本発明の第４の実施の形態による
研磨装置の一部の概略断面と制御系統を模式的に示す図
であり、図２、図４及び図６に対応している。図７にお
いて、図１、図２、図４及び図６中の要素と同一又は対
応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省
略する。図７は、研磨パッド１０が最も右側へはみ出し
た状態を示している。

【００９１】本実施の形態が前記第２の実施の形態と異
なる所は、以下に説明する点のみである。

【００９２】前記第２の実施の形態では、支持部１４ａ
が単一の部材１７で構成され、他の支持部１４ｂ，１３
ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂも同様で
ある。これに対し、本実施の形態では、支持部１４ａ
は、図７に示すように、図４中の部材１７を縦割りに２
つに分割したような断面長方形状の部材１７ｃと断面長
方形状の部材１７ｄとで構成されている。そして、図７
からわかるように、部材１７ｃの上面が前記領域Ｒ１を
形成し、部材１７ｄの上面が前記領域Ｒ２を形成してい
る。

【００９３】また、本実施の形態では、図４中の高さ調
整機構１８に代えて、部材１７ｃの領域Ｒ１の高さを調
整して設定し得る高さ調整機構１８ｃと、部材１７ｃの
領域Ｒ１の高さと独立して、部材１７ｄの領域Ｒ２の高
さを調整して設定し得る高さ調整機構１８ｄとが、設け
られている。高さ調整機構１８ｃは、そのベース側がイ
ンデックステーブル１に対して固定されたベース部材１
９に固定され、その可動側が部材１７ｃに対して機械的
に連係されており、インデックステーブル１を基準とし
て領域Ｒ１の高さを調整して設定し得るように構成され
ている。同様に、高さ調整機構１８ｄは、そのベース側
がインデックステーブル１に対して固定されたベース部
材１９に固定され、その可動側が部材１７ｄに対して機
械的に連係されており、インデックステーブル１を基準
として領域Ｒ２の高さを調整して設定し得るように構成
されている。これらの高さ調整機構１８ｃ，１８ｄは、
具体的には、例えば、図２及び図４中の高さ調整機構１
８と同様に構成することができる。

【００９４】また、本実施の形態では、他の各支持部１
４ｂ，１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６
ｂについても支持部１４ａと同様に構成され、これらの
各支持部に対しても高さ調整機構１８ｃ，１８ｄに相当
する２つの高さ調整機構がそれぞれ設けられている。制
御部２４は、変位計２３により計測された、対応するウ
エハ２の被研磨面の高さに基づいて、これらの高さ調整
機構をそれぞれ作動させて、各支持部の各部材の各領域
の高さを、それぞれ調整して所望の高さに設定する。

【００９５】ローディングゾーンＺ１での支持部１４ａ
の支持面の高さの設定について説明すると、本実施の形
態では、部材１７ｃの領域Ｒ１の高さが、ウエハ２の被
研磨面の高さと実質的に同一に設定される。また、部材
１７ｄの領域Ｒ２の高さは、領域Ｒ１と領域Ｒ２との差
Δｈが所望の値となるように、自由に設定することがで
きる。以上、支持部１４ａの支持面の高さの設定に関し
て説明したが、他の支持部の高さの設定についても同様
である。

【００９６】本実施の形態によっても、前記第３の実施
の形態と同様の利点が得られる。さらに、本実施の形態
では、領域Ｒ１の高さを領域Ｒ２の高さと独立して自由
に調整して設定することができるので、一層容易に、領
域Ｒ１の高さと領域Ｒ２の高さとの差Δｈを適宜異なる
値に調整することができる。したがって、一層容易に、
研磨ヘッド７の傾きΔθを調整してグローバルプロファ
イルの調整を行うことができる。

【００９７】［第５の実施の形態］

【００９８】図８は、本発明の第５の実施の形態による
研磨装置の一部の概略断面と制御系統を模式的に示す図
であり、図２、図４、図６及び図７に対応している。図
８において、図１、図２、図４、図６及び図７中の要素
と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複
する説明は省略する。図８は、研磨パッド１０が最も右
側へはみ出した状態を示している。

【００９９】本実施の形態が前記第４の実施の形態と異
なる所は、以下に説明する点のみである。本実施の形態
では、支持部１４ａに関して、図７中の高さ調整機構１
８ｃが除去され、部材１７ｃの領域Ｒ１の高さがウエハ
保持部４に保持されるウエハ２の被研磨面の高さとほぼ
同一となるように、部材１７ｃがインデックステーブル
１に対して固定されたベース部材１９に固定されてい
る。また、他の各支持部１４ｂ，１３ａ，１３ｂ，１５
ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂについても、支持部１４ａ
と同様である。

【０１００】本実施の形態によれば、研磨ヘッド７の研
磨パッド１０のリバウンディング弾性変形によるウエハ
２への影響の低減効果を、ウエハ２の厚さのばらつきに
応じて最適化して得ることはできないが、容易に、研磨
ヘッド７の傾きΔθを調整してグローバルプロファイル
の調整を行うことができる。

【０１０１】［第６の実施の形態］

【０１０２】図９は、本発明の第６の実施の形態による
研磨装置の一部の概略断面と制御系統を模式的に示す図
であり、図２に対応している。図１０（ａ）（ｂ）は、
支持部３４の各状態を示す図９中のＪＫ矢視図である。
図９及び図１０において、図１及び図２中の要素と同一
又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説
明は省略する。図９は、研磨パッド１０が最も右側へは
み出した状態を示している。

【０１０３】本実施の形態が前記第１の実施の形態と異
なる所は、以下に説明する点のみである。

【０１０４】本実施の形態では、ウエハ保持部４に関し
て、図１及び図２中の支持部１４ａ，１４ｂに代えて、
ウエハ保持部４に保持されたウエハ２の研磨ヘッド７，
８による研磨時にウエハ２からその周囲へはみ出す研磨
ヘッド７の研磨パッドのはみ出し部分を支持する支持部
３４が、設けられている。

【０１０５】支持部３４は、図１０に示すように、ウエ
ハ２の周囲に沿って順次配置され互いに分離した３つの
個別支持部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで構成されている。
個別支持部３４ａは、図９及び図１０に示すように、ウ
エハ保持部４に保持されたウエハ２の外周に内周側が適
合する平面視円弧状をなすとともに断面長方形状の単一
の部材３５で構成されている。この部材３５の上面は、
研磨ヘッド７，８の研磨パッドのはみ出し部分を支持す
る支持面の一部をなし、全体に渡って同一の高さを持つ
平面、すなわち、ウエハ保持部４におけるウエハ保持面
と実質的に平行な平面となっている。個別支持部３４
ｂ，３４ｃも、個別支持部３４ａと同様に構成されてい
る。３つの個別支持部３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、ウエ
ハ２の外周に沿って実質的に隙間をあけることなく配置
された断面長方形状のリング部材が、ウエハ保持部４の
中心軸を通る面に沿って１２０゜ずつに分離されたよう
な、形状を有している。

【０１０６】また、本実施の形態では、図２中の高さ調
整機構１８及びベース部材１９は取り除かれ、個別支持
部３４ａに対して、個別移動機構３６及び個別高さ調整
機構３７が設けられている。個別移動機構３６は、個別
支持部３４ａを、ウエハ２の径方向の第１の位置（個別
支持部３４ａの内周側がウエハ２の外周と実質的に隙間
をあけない位置）と第２の位置（個別支持部３４ａの内
周側がウエハの外周から所定距離離れる位置）との間
で、個別支持部３４ａをウエハ２の径方向へ移動させる
ものである。個別高さ調整機構３７は、個別支持部３４
ａの上面の高さを調整して設定し得るものである。本実
施の形態では、個別移動機構３６のベース側がウエハ保
持部４に対して固定されたベース部材４０に固定され、
個別移動機構３６の可動側が個別高さ調整機構３７のベ
ース側に機械的に連係され、個別高さ調整機構３７の可
動側が部材３５に連係されている。したがって、本実施
の形態では、部材３５、個別移動機構３６及び個別高さ
調整機構３７は、ウエハ保持部４と一緒に回転する。

【０１０７】図１１は、この個別移動機構３６及び個別
高さ調整機構３７の一具体例を示す概略断面図である。
図１１に示す例では、個別移動機構３６は、エアシリン
ダ４１と、連結部材４２と、ストッパ４３とから構成さ
れている。エアシリンダ４１のシリンダ本体４４は、ベ
ース部材４０により案内されて図１１中の左右方向（ウ
エハ２の径方向に相当）に移動可能となっている。エア
シリンダ４１のピストンロッド４５の先端とベース部材
４０とが、連結部材４２により連結されている。連結部
材４２は、シリンダ本体４４の図１１中の右方向への移
動を規制するストッパを兼ねている。シリンダ本体４４
が連結部材４２で規制される位置が、前記第２の位置に
相当している。ストッパ４３は、ベース部材４０に固定
され、シリンダ本体４４の図１１中の左方向への移動を
規制する。シリンダ本体４４がストッパ４３で規制され
る位置が、前記第１の位置に相当している。シリンダ本
体４４内におけるピストン４６により画成される両側の
室４７，４８にはそれぞれ図示しない通気路が連通して
いる。これらの通気路を利用して、切替弁（図示せず）
により、室４７を真空に引くとともに室４８を大気に解
放して部材３５を前記第１の位置（シリンダ本体４４が
ストッパ４３に当接する位置）まで移動させた状態と、
室４７を大気に解放するとともに室４８を真空に引いて
部材３５を前記第２の位置（シリンダ本体４４が連結部
材４２に当接する位置）まで移動させた状態とを、切り
替えることができるようになっている。

【０１０８】また、図１１に示す例では、個別高さ調整
機構３７は、シリンダ本体４４に固定され部材３５を上
下方向にのみ案内し部材３５の他の動きを規制する案内
部材５０と、シリンダ本体４４に固定された電動モータ
５１と、電動モータ５１の出力軸に連結され上方に延び
た精密ねじ軸５２とから構成されている。ねじ軸５２
は、部材３５に形成されたねじ孔５７に螺合されてい
る。この個別高さ調整機構３７によれば、部材３５は、
電動モータ５１を回転させると、案内部材５０により上
下方向に案内されつつ、ねじ軸５２により上下方向に移
動され、電動モータ５１を停止させるとその位置で停止
する。したがって、電動モータ５１の回転方向及び回転
量に応じて、部材３５の上下方向の位置を調整して設定
することができる。もっとも、個別移動機構３６及び個
別高さ調整機構３７の具体的な構成は、図１１に示す構
成に限定されるものではなく、種々の機構を採用し得る
ことは言うまでもない。

【０１０９】個別支持部３４ｂ，３４ｃに対しても、図
面には示していないが、個別移動機構３６及び個別高さ
調整機構３７に相当する個別移動機構及び個別高さ調整
機構が、それぞれ設けられている。各個別移動機構によ
る移動方向は、図１０に示すように、ウエハ２の被研磨
面にほぼ沿った放射状の方向となっている。

【０１１０】本実施の形態では、制御部２４は、前記各
個別移動機構の前記切替弁及び前記各個別高さ調整機構
も制御する。この点について、ウエハ保持部４に着目し
て、以下に説明する。他のウエハ保持部３，５，６につ
いても、ウエハ保持部４と同様である。

【０１１１】ウエハ保持部４がローディングゾーンＺ１
に位置しているときに、図示しない搬送装置により、ウ
エハ２がウエハ保持部４上にローディングされる。この
とき、各個別支持部３４ａ，３４ｂ，３４ｃが図１０
（ｂ）に示すように前記第２の位置に移動された状態
で、ウエハ２がローディングされる。このため、個別支
持部３４ａ，３４ｂ，３４ｃがウエハ２のローディング
の邪魔になるようなことがなく、そのローディングが容
易となる。そして、ウエハ保持部４上にウエハ２が保持
された状態で、変位計２３により当該ウエハ２の被研磨
面の高さが計測される。制御部２４は、このウエハ２の
被研磨面の高さに基づいて、各個別支持部３４ａ，３４
ｂ．３４ｃに対応して設けられた各個別高さ調整機構を
それぞれ作動させて、各個別支持部３４ａ，３４ｂ．３
４ｃの上面の高さを、それぞれ調整して所望の高さに設
定する。これらの高さの設定については、前記第１の実
施の形態における支持部１４ａの高さの設定と同様に行
われる。その後、制御部２４は、前記切替弁を切り替え
て、各個別支持部３４ａ，３４ｂ，３４ｃを、図１０
（ａ）に示すように前記第１の位置に移動させる。その
結果、個別支持部３４ａ，３４ｂ，３４ｃの内周側とウ
エハ２の外周との間には、実質的に隙間がなくなる。こ
の状態は、研磨ゾーンＺ２での研磨が終了するまで、継
続される。

【０１１２】次に、インデックステーブル１が回動し
て、ウエハ２を保持したウエハ保持部４が第１の研磨ゾ
ーンＺ２に位置する。この研磨ゾーンＺ２では、前記第
１の実施の形態と同様に、粗研磨の平坦化処理が行われ
る。

【０１１３】この粗研磨の平坦化処理の後、インデック
ステーブル１が回動して、ウエハ２を保持したウエハ保
持部４が第２の研磨ゾーンＺ３に位置する。その後、各
個別支持部３４ａ，３４ｂ，３４ｃが図１０（ｂ）に示
す状態とされる。この状態で、ローディングゾーンＺ１
で計測されたウエハ２の被研磨面に基づいて、各個別支
持部３４ａ，３４ｂ．３４ｃに対応して設けられた各個
別高さ調整機構をそれぞれ作動させて、各個別支持部３
４ａ，３４ｂ．３４ｃの上面の高さを、それぞれ調整し
て所望の高さに設定する。これらの高さの設定について
は、前記第１の実施の形態における支持部１４ｂの高さ
の設定と同様に行われる。その後、各個別支持部３４
ａ，３４ｂ，３４ｃが図１０（ａ）に示す状態とされ、
この状態で、前記第１の実施の形態と同様に、仕上げ研
磨が行われる。

【０１１４】この仕上げ研磨の後、インデックステーブ
ル１が回動して、ウエハ２を保持したウエハ保持部４が
アンローディングゾーンＺ４に位置する。研磨が終了し
たウエハ２がゾーンＺ４でアンローディングされ、搬送
装置（図示せず）により洗浄工程等を行う図示しない場
所に搬送される。このアンローディングは、各個別支持
部３４ａ，３４ｂ，３４ｃが図１０（ｂ）に示すように
前記第２の位置に移動された状態で、ウエハ２がアンロ
ーディングされる。このため、個別支持部３４ａ，３４
ｂ，３４ｃがウエハ２のローディングの邪魔になるよう
なことがなく、そのアンローディングが容易となる。

【０１１５】その後、インデックステーブル１が回動し
て、ウエハ保持部４がローディングゾーンＺ１へ戻り、
このウエハ保持部４に次のウエハ２がローディングさ
れ、以上の動作を繰り返す。

【０１１６】以上の説明からわかるように、本実施の形
態によれば、前記第１の実施の形態と同様の利点が得ら
れる。

【０１１７】さらに、本実施の形態によれば、前記第１
の実施の形態に比べて、ウエハ２の外縁で生ずる研磨パ
ッドのリバウンディング弾性変形の影響を低減すること
ができる。すなわち、第１の実施の形態では、支持部１
４ａ等とウエハ２との間に隙間Ｓ（図２参照）が生じて
いるので、この隙間のために、少ないながらも、ウエハ
２の外縁で生ずる研磨パッドのリバウンディング弾性変
形の影響を受ける。これに対し、本実施の形態では、研
磨ゾーンＺ２，Ｚ３での研磨は、図９及び図１０（ａ）
に示すように、個別支持部３４ａ，３４ｂ，３４ｃの内
周側とウエハ２の外周との間に実質的に隙間がない状態
で行われるので、ウエハ２の外縁で生ずる研磨パッドの
リバウンディング弾性変形の影響を更に低減することが
でき、エッジイクスクルージョンをより小さくすること
ができる。

【０１１８】そして、本実施の形態によれば、ウエハ２
のローディング及びアンローディングは、図１０（ｂ）
に示すように、個別支持部３４ａ，３４ｂ．３４ｃがウ
エハ２外周から離れた位置に位置した状態で行われるの
で、ウエハ２のローディング及びアンローディングを容
易に行うことができる。

【０１１９】なお、本発明では、前記第１の実施の形態
を変形して第２乃至第５の実施の形態をそれぞれ得たの
と同様の変形を、前記第６の実施の形態に適用してもよ
い。

【０１２０】［第７の実施の形態］

【０１２１】図１２は、本発明の第７の実施の形態によ
る研磨装置の一部の概略断面と制御系統を模式的に示す
図であり、図２、図６及び図９に対応している。図１３
（ａ）（ｂ）は、支持部３４の各状態を示す図１２中の
ＬＭ矢視図であり、図１０（ａ）（ｂ）に対応してい
る。図１２及び図１３において、図１、図２、図６、図
９及び図１０中の要素と同一又は対応する要素には同一
符号を付し、その重複する説明は省略する。図１２は、
研磨パッド１０が最も右側へはみ出した状態を示してい
る。

【０１２２】本実施の形態が前記第６の実施の形態と異
なる所は、以下に説明する点のみである。

【０１２３】本実施の形態では、個別支持部３４ａに関
して、図９中の個別高さ調整機構３７が除去され、個別
移動機構３６の可動側が個別支持部３４を構成する部材
３５ａに固定され、部材３５ａの領域Ｒ１の高さがウエ
ハ保持部４に保持されるウエハ２の被研磨面の高さとほ
ぼ同一とされている。個別支持部３４ａは、図６中の部
材１７ａ，１７ｂにそれぞれ対応する部材３５ａ，３５
ｂで構成されている。領域Ｒ１は、個別支持部３４ａの
支持面におけるウエハ２に近い側の領域であり、領域Ｒ
２は、個別支持部３４ａの支持面におけるウエハ２から
遠い側の領域である。図６に示す第３の実施の形態と同
様に、領域Ｒ２の高さが領域Ｒ１の高さより低くされて
いる。部材３５ｂが部材３５ａに対してねじ６０でねじ
止めされている。図１２からわかるように、部材３５ａ
が前記領域Ｒ１を形成し、部材３５ｂが前記領域Ｒ２を
形成している。また、他の個別支持部３４ｂ，３４ｃに
ついても、個別支持部３４ａと同様である。さらに、本
実施の形態では、図９中の変位計２３は除去されてい
る。

【０１２４】本実施の形態によれば、研磨ヘッド７の研
磨パッド１０のリバウンディング弾性変形によるウエハ
２への影響の低減効果を、ウエハ２の厚さのばらつきに
応じて最適化して得ることはできないが、比較的容易
に、研磨ヘッド７の傾きΔθを調整してグローバルプロ
ファイルの調整を行うことができる。また、前記第５の
実施の形態と同様に、ウエハ２の外縁で生ずる研磨パッ
ドのリバウンディング弾性変形の影響を低減することが
できるとともに、ウエハ２のローディング及びアンロー
ディングが容易となる。

【０１２５】なお、前記第２の実施の形態と同様に、部
材３５ａ，３５ｂを一体化したような単一部材で、個別
支持部３４ａを構成してもよい。

【０１２６】［第８の実施の形態］

【０１２７】図１４は、半導体デバイス製造プロセスを
示すフローチャートである。半導体デバイス製造プロセ
スをスタートして、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
を選択する。選択に従って、ステップＳ２０１〜Ｓ２０
４のいずれかに進む。

【０１２８】ステップＳ２０１はシリコンウエハの表面
を酸化させる酸化工程である。ステップＳ２０２はＣＶ
Ｄ等によりシリコンウエハ表面に絶縁膜を形成するＣＶ
Ｄ工程である。ステップＳ２０３はシリコンウエハ上に
電極膜を蒸着等の工程で形成する電極形成工程である。
ステップＳ２０４はシリコンウエハにイオンを打ち込む
イオン打ち込み工程である。

【０１２９】ＣＶＤ工程もしくは電極形成工程の後で、
ステップＳ２０９に進み、ＣＭＰ工程を行うかどうかを
判断する。行わない場合はステップＳ２０６に進むが、
行う場合はステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５
はＣＭＰ工程であり、この工程では、本発明に係る研磨
装置を用いて、層間絶縁膜の平坦化や、半導体デバイス
の表面の金属膜の研磨によるダマシン（damascene）の
形成等が行われる。

【０１３０】ＣＭＰ工程または酸化工程の後でステップ
Ｓ２０６に進む。ステップＳ２０６はフォトリソ工程で
ある。フォトリソ工程では、シリコンウエハへのレジス
トの塗布、露光装置を用いた露光によるシリコンウエハ
への回路パターンの焼き付け、露光したシリコンウエハ
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を行い、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。

【０１３１】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Ｓ２０
０に戻り、先のステップを繰り返して、シリコンウエハ
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。

【０１３２】本発明に係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係る研磨装置を用いて
いるため、ＣＭＰ工程でのチップ収率が向上し、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。

【０１３３】なお、前記の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
明に係る研磨装置を用いても良い。

【０１３４】本発明に係る半導体デバイスは、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。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、半導体デバイ
スの製造原価を低下することができるという効果があ
る。

【０１３５】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。

【０１３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エッジイクスクルージョンを小さくすることができる研
磨装置及び研磨方法を提供することができる。

【０１３７】また、本発明によれば、エッジイクスクル
ージョンを小さくすることができるとともに、研磨ヘッ
ドの傾きを研磨条件の設定パラメータの１つとして積極
的に利用することができる研磨装置及び研磨方法を提供
することができる。

【０１３８】さらに、本発明によれば、低コストで半導
体デバイスを製造することができる半導体デバイス製造
方法、及び低コストの半導体デバイスを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による研磨装置のイ
ンデックステーブルの付近を模式的に示す概略平面図で
ある。

【図２】図１中のＡ−Ｂ矢視の概略断面と図１に示す研
磨装置の制御系統を模式的に示す図である。

【図３】高さ調整機構の一具体例を示す概略断面図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施の形態による研磨装置の一
部の概略断面と制御系統を模式的に示す図である。

【図５】図４中の支持部の支持面付近を拡大して模式的
に示す図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態による研磨装置の一
部の概略断面と制御系統を模式的に示す図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態による研磨装置の一
部の概略断面と制御系統を模式的に示す図である。

【図８】本発明の第５の実施の形態による研磨装置の一
部の概略断面と制御系統を模式的に示す図である。

【図９】本発明の第６の実施の形態による研磨装置の一
部の概略断面と制御系統を模式的に示す図である。

【図１０】支持部の各状態を示す図９中のＪＫ矢視図で
ある。

【図１１】個別移動機構及び個別高さ調整機構の一具体
例を示す概略断面図である。

【図１２】本発明の第７の実施の形態による研磨装置の
一部の概略断面と制御系統を模式的に示す図である。

【図１３】支持部の各状態を示す図１２中のＬＭ矢視図
である。

【図１４】半導体デバイス製造プロセスを示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ インデックステーブル ２ ウエハ ３〜６ ウエハ保持部 ７，８ 研磨ヘッド １０ 研磨パッド １３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１
６ａ，１６ｂ 支持部 １７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，３５，３５
ａ，３５ｂ 部材 １８，１８ｃ，１８ｄ 高さ調整機構 １９ ベース部材 ２３ 変位計 ２４ 制御部 ３４ 支持部 ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ 個別支持部 ３６ 個別移動機構 ３７ 個別高さ調整機構 Ｒ１ 支持面におけるウエハに近い側の領域 Ｒ２ 支持面におけるウエハから遠い側の領域

フロントページの続き (72)発明者 林 豊 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン本社内 (72)発明者 宇田 豊 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン本社内 (72)発明者 下田 治 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン本社内 (72)発明者 竹澤 昭宏 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン本社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA11 AA12 AA13 AA16 AC01 CB01 DA17

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研磨体と、被研磨物を保持する保持部と
   を備え、前記研磨体と前記被研磨物との間に荷重を加
   え、前記研磨体及び前記被研磨物を相対移動させること
   により、前記被研磨物を研磨する研磨装置において、 前記被研磨物の研磨時に少なくとも一時的に前記被研磨
   物からその周囲へはみ出す前記研磨体のはみ出し部分を
   支持する支持部と、 前記支持部における前記はみ出し部分を支持する支持面
   の高さを調整して設定し得る高さ調整機構と、 を備えたことを特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】 前記保持部に保持された状態における前
   記被研磨物の被研磨面の面の高さに応じた情報に基づい
   て、前記被研磨物の前記被研磨面の高さを基準とした前
   記支持面の相対的な高さが、所望の相対的な高さとなる
   ように、前記高さ調整機構を作動させる制御部を、備え
   たことを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
3. 【請求項３】 前記情報を取得する計測部を備えたこと
   を特徴とする請求項２記載の研磨装置。
4. 【請求項４】 前記支持面は、全面に渡ってほぼ同一の
   高さを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   かに記載の研磨装置。
5. 【請求項５】 前記支持面における前記被研磨物に近い
   側の領域の高さと前記被研磨物から遠い側の領域の高さ
   とが異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   に記載の研磨装置。
6. 【請求項６】 前記遠い側の領域は、前記近い側の領域
   に比べて、前記研磨体の側に突出していないことを特徴
   とする請求項５記載の研磨装置。
7. 【請求項７】 前記支持部は、前記近い側の領域を形成
   する第１の部材と、前記遠い側の領域を形成する第２の
   部材とを有し、 前記支持部は、前記第１及び第２の部材のうちの少なく
   とも一方を当該領域の高さが異なるものに交換し得るよ
   うに、構成されたことを特徴とする請求項５又は６記載
   の研磨装置。
8. 【請求項８】 研磨体と、被研磨物を保持する保持部と
   を備え、前記研磨体と前記被研磨物との間に荷重を加
   え、前記研磨体及び前記被研磨物を相対移動させること
   により、前記被研磨物を研磨する研磨装置において、 前記被研磨物の研磨時に少なくとも一時的に前記被研磨
   物からその周囲へはみ出す前記研磨体のはみ出し部分を
   支持する支持部を備え、 前記支持部における前記はみ出し部分を支持する支持面
   のうちの前記被研磨物に近い側の領域の高さと前記被研
   磨物から遠い側の領域の高さとが異なることを特徴とす
   る研磨装置。
9. 【請求項９】 前記遠い側の領域は、前記近い側の領域
   に比べて、前記研磨体の側に突出していないことを特徴
   とする請求項８記載の研磨装置。
10. 【請求項１０】 前記近い側の領域の高さが前記被研磨
    物の被研磨面の高さとほぼ同一であることを特徴とする
    請求項８又は９記載の研磨装置。
11. 【請求項１１】 前記支持部は、前記近い側の領域を形
    成する第１の部材と、前記遠い側の領域を形成する第２
    の部材とを有し、 前記支持部は、前記第１及び第２の部材のうちの少なく
    とも一方を当該領域の高さが異なるものに交換し得るよ
    うに、構成されたことを特徴とする請求項８乃至１０の
    いずれかに記載の研磨装置。
12. 【請求項１２】 前記支持部は、前記近い側の領域を形
    成する第１の部材と、前記遠い側の領域を形成する第２
    の部材とを有し、 前記第２の部材の前記遠い側の領域の高さを調整して設
    定し得る高さ調整機構を備えたことを特徴とする請求項
    ８乃至１０のいずれかに記載の研磨装置。
13. 【請求項１３】 研磨体と、被研磨物を保持する保持部
    とを備え、前記研磨体と前記被研磨物との間に荷重を加
    え、前記研磨体及び前記被研磨物を相対移動させること
    により、前記被研磨物を研磨する研磨装置において、 前記被研磨物の研磨時に少なくとも一時的に前記被研磨
    物からその周囲へはみ出す前記研磨体のはみ出し部分を
    支持する支持部であって、当該支持部における前記はみ
    出し部分を支持する支持面のうちの前記被研磨物に近い
    側の領域を形成する第１の部材、及び、前記支持面のう
    ちの前記被研磨物から遠い側の領域を形成する第２の部
    材を有する支持部と、 前記第１の部材の前記近い側の領域の高さを調整して設
    定し得る第１の高さ調整機構と、 前記第１の部材の前記近い側の領域の高さと独立して、
    前記第２の部材の前記遠い側の領域の高さを調整して設
    定し得る第２の高さ調整機構と、 を備えたことを特徴とする研磨装置。
14. 【請求項１４】 前記保持部に保持された状態における
    前記被研磨物の被研磨面の高さに応じた情報に基づい
    て、前記被研磨物の前記被研磨面の高さを基準とした前
    記支持面の前記各領域の相対的な高さが、それぞれ所望
    の相対的な高さとなるように、前記第１及び第２の高さ
    調整機構をそれぞれ作動させる制御部を、備えたことを
    特徴とする請求項１３記載の研磨装置。
15. 【請求項１５】 前記情報を取得する計測部を備えたこ
    とを特徴とする請求項１４記載の研磨装置。
16. 【請求項１６】 前記支持部は、前記被研磨物の周囲に
    沿って順次配置され互いに分離した複数の個別支持部を
    含み、 前記各個別支持部を、前記被研磨物の被研磨面にほぼ沿
    った方向であって略々放射状の内側方向の第１の位置
    と、前記被研磨物の被研磨面にほぼ沿った方向であって
    略々放射状の外側方向の第２の位置との間で、それぞれ
    移動させる移動機構を備えたことを特徴とする請求項１
    乃至１５のいずれかに記載の研磨装置。
17. 【請求項１７】 前記第１の位置は、前記被研磨物の周
    囲と前記各個別支持部との間に実質的に隙間がない位置
    であることを特徴とする請求項１６記載の研磨装置。
18. 【請求項１８】 複数の研磨ゾーンを備え、前記各研磨
    ゾーンにおいて、研磨体と保持部に保持された被研磨物
    との間に荷重を加え、前記研磨体及び前記被研磨物を相
    対移動させることにより、前記被研磨物を異なる研磨条
    件で研磨する、研磨装置であって、 前記各保持部に対応してそれぞれ設けられて、対応する
    保持部に保持された前記被研磨物の研磨時に少なくとも
    一時的に当該被研磨物からその周囲へはみ出す前記研磨
    体のはみ出し部分を支持する支持部を備え、 前記各支持部における前記はみ出し部分を支持する支持
    面は、前記被研磨物に近い側の領域と、当該近い領域の
    高さとは異なる高さを持つ前記被研磨物から遠い側の領
    域を持つように、前記各領域の高さが設定され、 前記複数の研磨ゾーンのうちの１つの研磨ゾーンに位置
    する前記保持部に対応して設けられた前記支持部の前記
    各領域間の高さの差と、前記複数の研磨ゾーンのうちの
    他の１つ以上の研磨ゾーンに位置する前記保持部に対応
    して設けられた前記支持部の前記各領域間の高さの差と
    が、互いに異なるように設定されることを特徴とする研
    磨装置。
19. 【請求項１９】 前記各保持部を略々同一の円周上に配
    置し、かつ前記各保持部を当該円周に沿って一体に回動
    し得るように設けられたインデックステーブルを備え、 前記インデックステーブルの回動により、前記各保持部
    のうちの所定数の保持部が前記複数の研磨ゾーンにそれ
    ぞれ１つずつ位置することを特徴とする請求項１８記載
    の研磨装置。
20. 【請求項２０】 研磨体と被研磨物との間に荷重を加
    え、前記研磨体及び前記被研磨物を相対移動させること
    により、前記被研磨物を研磨する研磨方法において、 前記被研磨物の研磨時に少なくとも一時的に前記被研磨
    物からその周囲へはみ出す前記研磨体のはみ出し部分を
    支持部で支持し、 前記支持部における前記はみ出し部分を支持する支持面
    のうちの前記被研磨物に近い側の領域の高さと前記被研
    磨物から遠い側の高さとを異ならせた状態で、前記被研
    磨物を研磨することを特徴とする研磨方法。
21. 【請求項２１】 前記遠い側の領域は、前記近い側の領
    域に比べて、前記研磨体の側に突出していない状態で、
    前記被研磨物を研磨することを特徴とする請求項２０記
    載の研磨方法。
22. 【請求項２２】 前記近い側の領域の高さを前記被研磨
    物の被研磨面の高さとほぼ同一にした状態で、前記被研
    磨物を研磨することを特徴とする請求項２０又は２１記
    載の研磨方法。
23. 【請求項２３】 請求項１乃至１９のいずれかに記載の
    研磨装置を用いて、あるいは、請求項２０乃至２２のい
    ずれかに記載の研磨方法を用いて、半導体ウエハの表面
    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。
24. 【請求項２４】 請求項２３記載の半導体デバイス製造
    方法により製造されることを特徴とする半導体デバイ
    ス。