JP2004327774A

JP2004327774A - Polishing apparatus, semiconductor device manufacturing method employing the same, and semiconductor device manufactured using the method

Info

Publication number: JP2004327774A
Application number: JP2003121324A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Izumi; 重人泉; Susumu Hoshino; 進星野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing apparatus capable of further reducing edge exclusion. <P>SOLUTION: The polishing apparatus has a polishing pad 32, having a polishing surface PS for polishing a surface WS to be polished of a wafer W; and a support member 51, pressed into contact with a protruded part DS of the polishing surface protruding from an outer circumferential part of the surface WS to be polished at polishing to support the polishing pad 32. The polishing apparatus, for polishing the surface WS to be polished, while making the surface PS abut against the surface WS to be polished and move relatively, is constituted of a support member drive section 55 for supporting the support member 51 and allowing the support member 51 to press the protruding part DS of the polishing face; and a control unit 90 for controlling the support member drive section 55 so that a pressing force applied to the protruded part DS of the polishing face of the support member 51 is a desired value, in response to the relative position of the polishing pad 32, with respect to the wafer W within the area of the protruded part DS of the polishing surface, the polishing surface PS or the surface WS to be polished. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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プロセスにおいて半導体ウェハ等の平坦化研磨を行う研磨装置に関し、また、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法および半導体デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウェハ等の研磨対象物の表面を平坦化する研磨装置として、ウェハをその被研磨面が露出する状態で保持するウェハ保持装置と、このウェハ保持装置に保持されたウェハの被研磨面と対向する研磨パッドが貼り付けられた研磨体とを備え、これら双方を回転させた状態で研磨パッドをウェハの被研磨面に押し付け、且つ研磨体を両者の接触面内方向に揺動させてウェハを研磨する構成のものが知られている。また、このような機械的研磨に加え、研磨パッドとウェハとの接触面に研磨剤（研磨液）を供給して研磨剤の化学的作用により上記研磨を促進させる化学的機械的研磨（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ）を行うＣＭＰ装置も知られている。
【０００３】
この種の研磨装置には、研磨対象物の研磨時に、被研磨面の外周部からはみ出した研磨面（研磨体）のはみ出し部分にガイド部材を当接させるように構成されたものがある。例えば、第１例の研磨装置として、特開２００１−２４４２２２号公報で開示されるように、チャックに被研磨面を上に向けて真空吸着されたウェハを、このウェハよりも小径の研磨パッドで研磨し、被研磨面の外周部からはみ出した研磨面（研磨パッド）のはみ出し部分にガイド部材を当接させるように構成された研磨装置が考案されている。
【０００４】
また、例えば、第２例の研磨装置として、特開平８−２２９８０８号公報で開示されるように、キャリアに被研磨面を下に向けて吸着されたウェハを、このウェハよりも大径の研磨パッドで研磨し、被研磨面の外周部からはみ出した研磨面（研磨パッド）のはみ出し部分にガイド部材（リテーナリング）を当接させるように構成された研磨装置が考案されている。
【０００５】
このようにすれば、ウェハ外周部での研磨量がウェハ中央部での研磨量よりも大きくなる現象が防止されてウェハ外周部付近の加工プロファイルが向上し、エッジイクスクルージョン（ＥｄｇｅＥｘｃｌｕｓｉｏｎ）を小さくすることができると考えられている。ここで、エッジイクスクルージョンとは、ウェハ等のエッジ部（外周部）における均一性等の評価対象外となる領域（幅）のことであり、これが所定範囲内に抑えられるようにする必要がある。なお、ウェハから得られるチップの収率を高めるには、極力ウェハのエッジ部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。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２４４２２２号公報
【特許文献２】特開平８−２２９８０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１例の研磨装置においては、研磨パッドの径がウェハの径よりも小さく、研磨パッドをウェハに対して相対移動させながら研磨を行うため、被研磨面の外周部からはみ出した研磨面のはみ出し部分の面積、すなわち、研磨面のはみ出し部分とガイド部材との接触面積が研磨パッドの相対移動に伴って変化してしまう。そのため、一定の力でガイド部材を研磨パッドの研磨面に当接させても、研磨パッドの相対移動により（はみ出し部分との）接触面積が変化してガイド部材の研磨面におけるはみ出し部分への単位面積あたりの押圧力が一定にならない。
【０００８】
これにより、ガイド部材と当接する研磨面（研磨パッド）のはみ出し部分に加え、（はみ出し部分に繋がる）研磨面におけるウェハ外周部付近と摺接する部分のパッドつぶれ量が安定しないため、ウェハ外周部付近の加工プロファイルがあまり向上せず、エッジイクスクルージョンを期待通りに小さくすることができなかった。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、エッジイクスルージョンをより小さくすることができる研磨装置を提供することを目的とする。また、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法および半導体デバイスを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、請求項１に係る発明の研磨装置は、研磨対象物の被研磨面を研磨する研磨面を有した研磨パッド部材と、研磨時に被研磨面の外周部よりはみ出した研磨面のはみ出し部分に当接して研磨パッド部材を支持する支持部材とを有し、研磨面を被研磨面に当接させて相対移動させながら被研磨面の研磨を行う研磨装置において、支持部材を研磨面のはみ出し部分に向けて往復移動自在に支持するとともに、支持部材を研磨面のはみ出し部分に向けて駆動し支持部材に研磨面のはみ出し部分を押圧させる支持部材駆動部と、研磨面のはみ出し部分の面積、または研磨面の面内もしくは被研磨面の面内における研磨対象物に対する研磨パッド部材の相対位置に応じて、支持部材の研磨面のはみ出し部分に対する押圧力が所望の値になるように支持部材駆動部を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明の研磨装置は、請求項１に記載の研磨装置において、研磨面の面内もしくは被研磨面の面内における研磨対象物に対する研磨パッド部材の相対位置を検出するパッド位置検出部を有し、制御手段は、研磨パッド部材の相対位置を基に研磨面のはみ出し部分の面積を算出し、算出された研磨面のはみ出し部分の面積と支持部材の研磨面のはみ出し部分に対する単位面積あたりの押圧力とを基に支持部材駆動部の所要駆動力を算出して、所要駆動力が得られるように支持部材駆動部を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明の研磨装置は、請求項１もしくは請求項２に記載の研磨装置において、研磨パッド部材の直径が研磨対象物の直径より小さく構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明の研磨装置は、請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の研磨装置において、支持部材を固定する支持部材固定部を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明の研磨装置は、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の研磨装置において、支持部材駆動部は、空気圧を利用して作動することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明の研磨装置は、請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の研磨装置において、支持部材はリング状であって、研磨対象物を取り囲むように配設されており、研磨対象物の回転に伴って支持部材を回転させる回転機構部を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る発明の半導体デバイス製造方法は、研磨対象物は半導体ウェハであり、請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の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ことを特徴とする。
【００１７】
請求項８に係る発明の半導体デバイスは、請求項７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。
【００１８】
【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および図２に示している。この研磨装置は、図１に示すように、図示しない固定部に回転自在に配設されたインデックステーブル１と、インデックステーブル１上に配設された４つのウェハ保持装置２，２，…と、インデックステーブル１（ウェハ保持装置２）の上方に配設された第１パッド保持装置３および第２パッド保持装置４とを備えて構成される。
【００１９】
インデックステーブル１は、固定部（図示せず）において回転軸Ｏを中心に回転自在に支持され、電気モータ（図示せず）により図１中の矢印Ａの方向へ回転駆動される。インデックステーブル１上には、４つのウェハ保持装置２，２，…が回転軸Ｏを中心とする同一円周上に９０°間隔で配設されている。そして、インデックステーブル１の回転に伴って、４つのウェハ保持装置２，２，…がそれぞれ、ウェハＷが供給されるローディングゾーンＺ１と、ウェハＷの粗研磨を行う第１研磨ゾーンＺ２と、ウェハＷの仕上げ研磨を行う第２研磨ゾーンＺ３と、ウェハＷが排出されるアンローディングゾーンＺ４とに回動（位置）するようになっている。
【００２０】
ウェハ保持装置２は、図２に示すように、ウェハＷを保持するチャック２１と、チャック２１を回転自在に支持する支持筒２２とを主体に構成される。チャック２１は、ウェハＷの形状に合わせた円盤状に形成されるとともに、ウェハＷを真空吸着可能なチャック装置（図示せず）を有して構成され、ウェハＷを真空吸着することによりチャック２１の上面側に吸着保持できるようになっている。すなわち、ウェハＷの上面側を被研磨面ＷＳとしてウェハＷがチャック２１に吸着保持される。なお、ウェハＷは本発明における研磨対象物となっている。
【００２１】
支持筒２２は、上端部がチャック２１の下面側中央に連結されるとともに、下端部がベアリング（図示せず）等によりインデックステーブル１に回転自在に取り付けられ、電動モータを用いたチャック回転装置（図示せず）により図２中の矢印Ｂの方向へ回転できるようになっている。これにより、チャック２１に吸着保持されたウェハＷは、チャック２１と一緒にインデックステーブル１に対して矢印Ｂの方向へ回転することができる。
【００２２】
第１研磨ゾーンＺ２におけるウェハ保持装置２の上方には、第１パッド保持装置３が（第１研磨ゾーンＺ２の）ウェハ保持装置２と対向して配設されている。第１パッド保持装置３は、下面側が平面状に形成された第１研磨ヘッド３１を備え、第１研磨ヘッド３１の下面には研磨パッド３２が設けられている。第１研磨ヘッド３１は、上面側に連結された円筒状回転部材３３により角度追従性を有して回転可能に支持されており、電動モータを用いたヘッド駆動装置（図示せず）によって、図２中の矢印Ｃ，Ｄ，Ｅに示すように、回転、上下動および左右に揺動（往復運動）できるようになっている。なお、チャック２１および第１研磨ヘッド３１の回転方向が同回転もしくは逆回転となる研磨条件のいずれか一方を選ぶことができるように、円筒状回転部材３３は両方向に回転可能となっている。
【００２３】
研磨パッド３２は、ウェハＷを粗研磨による平坦化処理可能な２層のスタッキングパッドであり、下面側を研磨面ＰＳとして第１研磨ヘッド３１の下面に貼り付けられている。なお、研磨パッド３２として、２層のスタッキングパッドに限らず、粗研磨による平坦化処理に適した材質、層数および表面の溝構造などを有するものを適宜選択すればよい。また、研磨パッド３２は、本発明における研磨パッド部材となっている。
【００２４】
第１研磨ヘッド３１および研磨パッド３２の径は、ウェハＷの径よりも小さくなっている。本実施形態においては、例えば、ウェハＷの径が２００ｍｍのときには研磨パッド３２の径が１７０ｍｍ、ウェハＷの径が３００ｍｍのときには研磨パッド３２の径が２８０ｍｍである。そして、第１研磨ゾーンＺ２に位置するウェハ保持装置２に保持されたウェハＷの研磨時に、第１研磨ヘッド３１の矢印Ｅの方向へ向いた揺動によって、研磨パッド３２における研磨面ＰＳの一部がウェハＷにおける被研磨面ＷＳの（図１および図２における）右側周部から一時的にはみ出すようになっている。なお図１では、研磨パッド３２の研磨面ＰＳが最も右側へはみ出した状態を示している。なお、第１研磨ヘッド３１および研磨パッド３２の径は、ウェハＷの径より大きくしてもよい。
【００２５】
また、詳細図示しないが、第１パッド保持装置３には、研磨剤（スラリー）供給装置（図示せず）が配設されており、第１研磨ヘッド３１の下面側中央部（回転中心）に形成された給液孔（図示せず）から研磨パッド３２およびウェハＷ上に研磨剤を供給できるようになっている。なお、この研磨剤として、粗研磨による平坦化処理に適した種類のものが用いられている。
【００２６】
第２研磨ゾーンＺ３におけるウェハ保持装置２の上方には、第２パッド保持装置４が（第２研磨ゾーンＺ３の）ウェハ保持装置２と対向して配設されている。第２パッド保持装置４は、第１パッド保持装置３と同様の構成であり、詳細な説明を省略する。
【００２７】
なお、第２パッド保持装置４では、ウェハＷの被研磨面ＷＳの仕上げ研磨に適した研磨パッド（図示せず）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、第２パッド保持装置４の第２研磨ヘッド４１は、第１パッド保持装置３の第１研磨ヘッド３１と同様に、回転、上下動および左右に揺動（往復運動）できるようになっているが、図２に示すように、第２研磨ヘッド４１の揺動によって、研磨パッドにおける研磨面の一部がウェハＷにおける被研磨面ＷＳの左側周部から一時的にはみ出すようになっている。
【００２８】
このような構成の研磨装置において、インデックステーブル１上には、第１研磨ゾーンＺ２におけるウェハＷの研磨時に、被研磨面ＷＳの右側周部よりはみ出した研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接して研磨パッド３２および第１研磨ヘッド３１を支持する第１支持装置５ａ，５ａ，…が設けられるとともに、第２研磨ゾーンＺ３におけるウェハＷの研磨時に、被研磨面ＷＳの左側周部よりはみ出した研磨面のはみ出し部分（図示せず）に当接して研磨パッドおよび第２研磨ヘッド４１を支持する第２支持装置５ｂ，５ｂ，…が設けられている。
【００２９】
そこで、第一実施形態における第１支持装置５ａについて図３〜図７を追加参照しながら説明する。なお、第２支持装置５ｂは、第１支持装置５ａと同様の構成であるため説明を省略する。第１支持装置５ａは、図２に示すように、研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接可能な支持部材５１と、支持部材５１を（研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳへ向けて）上下動自在に支持するとともに、支持部材５１を上方へ（研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳへ）向けて駆動可能な支持部材駆動部５５と、支持部材駆動部５５の作動を制御する制御装置９０とを主体に構成される。
【００３０】
支持部材５１は、ＰＯＭやＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の樹脂材料、あるいはアルミナセラミックス等を用いて、上面が研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接可能な極めて平坦に仕上げられた平面であるとともに、一側面がウェハＷの外周部の形状に合わせた平面視円弧状の曲面であるブロック状に形成される。そして、支持部材５１は、第１研磨ゾーンＺ２におけるウェハＷの研磨時に、支持部材駆動部５５に駆動されて上方へ移動すると、上面が研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接して研磨パッド３２および第１研磨ヘッド３１を支持するようになっている。
【００３１】
支持部材５１には支持部材取付孔５２が形成されており、支持部材取付ネジ５３を支持部材取付孔５２に通過させて支持部材駆動部５５のベースサドル６１にネジ固定することで、支持部材５１がベースサドル６１（すなわち、支持部材駆動部５５）に取り付けられるようになっている。なお、支持部材取付孔５２の上部は、プラグ５４を用いて塞がれるようになっている。
【００３２】
支持部材駆動部５５は、図４〜図６に示すように、支持部材５１を上下動可能に保持する支持部材保持部６０と、支持部材５１を上方へ向けて駆動可能なシリンダ部７０と、支持部材保持部６０を固定可能な支持部材固定部８０と、これらが収容されるハウジング５６とを主体に構成される。
【００３３】
支持部材保持部６０は、図６に示すように、支持部材５１が取り付けられるベースサドル６１と、ベースサドル６１が上下動可能に取り付けられるリニアガイド６６とを備えて構成される。ベースサドル６１は、金属材料を用いて逆Ｌ字型の板状に形成され、上面に支持部材５１が取り付けられるようになっている。図４および図６に示すように、ベースサドル６１の側部における周部近傍には、ガイドピン取付部６２がガイドピン通過孔６２ａを有して形成されており、スライドガイドピン８６がネジ等を用いてガイドピン取付部６２に取り付けられるようになっている。
【００３４】
ベースサドル６１の側部中央付近には、図６に示すように、スプリング収容部６３が形成されており、スプリング８７がスプリング取付ネジ８８を用いてその内部に収容されるようになっている。また、スプリング収容部６３に隣接してストッパーネジ取付孔６４が形成されており、ストッパーネジ８９が取り付けられるようになっている。
【００３５】
リニアガイド６６は、ハウジング５６の内側部に取り付けられた上下に延びるガイドレール６７と、ガイドレール６７に上下にスライド移動可能に取り付けられたブロック６８とを備えて構成され、ブロック６８にベースサドル６１の側部が取付固定される。これにより、ベースサドル６１がリニアガイド６６に上下動可能に取り付けられるため、ベースサドル６１に取り付けられた支持部材５１が上下動可能となる。
【００３６】
また、ベースサドル６１の上部とハウジング５６の上部に跨って、防水用ダイヤフラム６９が取り付けられており、ベースサドル６１とハウジング５６との間隙部を塞ぐようになっている。防水用ダイヤフラム６９は、成形されたゴムシートであり、ダイヤフラム固定ネジ６９ａを用いてベースサドル６１およびハウジング５６の上部に取付固定される。これにより、支持部材５１の上下動に拘わらず研磨剤等がハウジング５６内に侵入するのを防ぐことができる。なお、防水用ダイヤフラム６９に限らず、図１１に示すように、板状に形成されたカバー１６９をベースサドル６１′の上部に取り付けて、ベースサドル６１′とハウジング５６′との間隙部を外部に対して覆い隠すことで、研磨剤等がハウジング５６′内に侵入するのを防ぐようにしてもよい。
【００３７】
シリンダ部７０は、図５に示すように、ピストン７１と、内部に圧縮空気が供給されるシリンダハウジング７２と、シリンダハウジング７２内に供給された圧縮空気が外部に漏れるのを防ぐシリンダ用ダイヤフラム７３とを備えて構成され、シリンダハウジング７２内に供給された圧縮空気によりピストン７１が上下動するようになっている。これにより、支持部材駆動部５５が空気圧を利用して作動するため、支持部材駆動部５５の構造を簡略化することができる。
【００３８】
ピストン７１は、ベースサドル６１の上部下面側に一体もしくは別体に設けられており、下面側でシリンダハウジング７２内の圧縮空気による押圧力を受け止めて、ベースサドル６１および支持部材５１とともに上下動するようになっている。シリンダハウジング７２は、ハウジング５６に取付固定されており、シリンダハウジング７２の下部に形成されたポート７２ａから内部へ圧縮空気が供給されるようになっている。
【００３９】
シリンダ用ダイヤフラム７３は、成形されたゴムシートであり、ダイヤフラム固定ネジ７３ａを用いてピストン７１とシリンダハウジング７２とに跨って取付固定される。これにより、ピストン７１とシリンダハウジング７２との間隙部が塞がれて、シリンダハウジング７２内に供給された圧縮空気が外部に漏れるのが防止される。
【００４０】
シリンダハウジング７２の下部には、ポート７２ａに繋がって電空レギュレータ７４が取り付けられている。電空レギュレータ７４は、詳細図示しないが、レギュレータ本体と、制御回路部とから構成され、制御装置９０からのアナログ指令電圧（例えば、０〜１０Ｖ）に基づいて、エア源（図示せず）からエアチューブ７５を通過してきた圧縮空気の圧力を所定の範囲（例えば、０〜２００ｋＰａ）でコントロールするようになっている。
【００４１】
また、制御回路部（図示せず）は、制御装置９０からのアナログ指令電圧と、圧力センサー７６により測定されるシリンダハウジング７２内の圧力（電圧）とを絶えず比較して、指示圧力に対する誤差を絶えず補正する働きをしている。
【００４２】
支持部材固定部８０は、ソレノイド８１と、可動鉄心としてのアーマチュア８２とを備えて構成される。ソレノイド８１は、ハウジング５６に固定されたカバープレート８３にスペーサ８３ａを介して取り付けられており、カバープレート８３と反対側にソレノイド８１の鉄心側が位置している。アーマチュア８２は、ソレノイド８１の鉄心側に対向した位置に、僅かな（例えば、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の）隙間をあけて配設されており、スライドガイド８４を用いてベースサドル６１に（図６中における）左右に移動可能に取り付けられている。
【００４３】
スライドガイド８４は、アーマチュア８２に取付固定されたアウタースリーブ８５と、アウタースリーブ８５に左右にスライド移動可能に保持されたスライドガイドピン８６とを備えて構成される。アウタースリーブ８５の内部には、リテーナースリーブ（図示せず）が形成されており、このスリーブ内に多数の鋼球が回転可能な状態で保持されている。この鋼球を介してスライドガイドピン８６とアウタースリーブ８５とが点接触しており、スライドガイドピン８６の運動が案内されている。
【００４４】
そして、アウタースリーブ８５がアーマチュア８２に取付固定されるとともに、水平移動が規制されたベースサドル６１にスライドガイドピン８６が取付固定されているため、アウタースリーブ８５がスライドガイドピン８６に対して相対移動可能となり、アーマチュア８２がベースサドル６１に対して（図６中における）左右に相対移動可能となる。そのため、ソレノイド８１が励磁された際、アーマチュア８２をソレノイド８１に吸着することができる。これにより、アーマチュア８２がソレノイド８１に吸着された状態で、ベースサドル６１の上下動がスライドガイドピン８６に規制され、ベースサドル６１に取り付けられた支持部材５１が固定される。
【００４５】
スプリング８７は、スプリング取付ネジ８８を用いてベースサドル６１のスプリング収容部６３に収容されており、アーマチュア８２にネジ固定されたスプリング取付ネジ８８を押圧するように構成される。そのため、アーマチュア８２は、スプリング８７によりスプリング取付ネジ８８を介して図６における右方に向けて付勢される。これにより、ソレノイド８１が励磁されていない場合には、励磁により一旦引きつけられたアーマチュア８２は右方向へ移動してストッパーネジ８９に当接し、当初の隙間が確保されるようになっている。
【００４６】
制御装置９０は、支持部材駆動部５５の作動制御を行う主制御部９１と、支持部材駆動部５５の支持部材５１に対する所要駆動力を算出する駆動力算出部９２と、研磨パッド３２（第１研磨ヘッド３１）の位置検出を行うパッド位置検出部９３とを備えて構成される。なお、制御装置９０は、図示しないが、ウェハ保持装置２や各パッド保持装置３，４の作動制御も行っている。
【００４７】
主制御部９１は、詳細図示しないが、支持部材駆動部５５（シリンダ部７０）の電空レギュレータ７４にレギュレータ駆動信号（アナログ指令電圧）を出力し、支持部材駆動部５５（支持部材固定部８０）のソレノイド８１にソレノイド駆動（および停止）信号を出力する。また、主制御部９１には、駆動力算出部９２に算出された所要駆動力が入力される。
【００４８】
駆動力算出部９２には、パッド位置検出部９３からの検出信号が入力される。パッド位置検出部９３は、第１研磨ヘッド３１のヘッド駆動装置（図示せず）に対する駆動信号（例えば、パルスモータのパルス信号）から被研磨面ＷＳ（もしくは研磨面ＰＳ）を含む面上における研磨パッド３２（第１研磨ヘッド３１）のウェハＷに対する相対位置Ｌ（図７（ａ），（ｂ）を参照）を検出し、その検出信号を駆動力算出部９２に出力する。
【００４９】
駆動力算出部９２は、パッド位置検出部９３に検出された相対位置Ｌを基に、研磨面ＰＳにおけるはみ出し部分ＤＳの面積を算出する。はみ出し部分ＤＳの面積は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、研磨パッド３２（第１研磨ヘッド３１）のウェハＷに対する相対位置Ｌの変化とともに増減する。そこで、パッド位置検出部９３に検出された相対位置Ｌを基に研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳの面積を算出するには、はみ出し部分ＤＳの面積と相対位置Ｌとの関係を予め測定して近似式を作成し、この近似式を駆動力算出部９２に記憶させ、この近似式にパッド位置検出部９３に検出された相対位置Ｌを代入することで、はみ出し部分ＤＳの面積を算出する。図１２は、本実施形態において相対位置Ｌ（ＯｖｅｒＨａｎｇ）とはみ出し部分ＤＳの面積（Ａｒｅａ）との関係を示したものである。なお、相対位置Ｌに対するはみ出し部分ＤＳの面積のデータ（マトリックス）を駆動力算出部９２に記憶させておくようにしてもよい。なお、図７（ａ），（ｂ）においては、研磨パッド３２の形状は円環状である。また、図１２においては、研磨パッド３２の外径が１７０ｍｍ、内径が６０ｍｍであり、ウェハＷの外径が２００ｍｍである。
【００５０】
そして、駆動力算出部９２は、はみ出し部分ＤＳの面積と、作業者が設定した（所望の）支持部材５１のはみ出し部分ＤＳに対する単位面積あたりの押圧力とを基に、支持部材駆動部５５の所要駆動力を算出し主制御部９１へ出力する。なお、パッド位置検出部９３は、制御装置９０と別体に設けられてもよい。
【００５１】
このような構成の第１支持装置５ａを備えた研磨装置の動作について以下に説明する。なお、研磨装置に構成される４つのウェハ保持装置２，２，…の動作は、各ゾーンＺ１〜Ｚ４でそれぞれ並行して行われるが、個々の動作は各ゾーンＺ１〜Ｚ４ごとに同じであるので、１つのウェハ保持装置２に着目して動作を説明する。
【００５２】
まず、ウェハ保持装置２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、ウェハＷがウェハ保持装置２のチャック２１上に供給される。次に、インデックステーブル１が回転して、ウェハＷを保持したウェハ保持装置２が第１研磨ゾーンＺ２に位置する。
【００５３】
第１研磨ゾーンＺ２では、図１および図２に示すように、第１パッド保持装置３の第１研磨ヘッド３１が、回転しながら揺動し、チャック２１上のウェハＷの被研磨面ＷＳに所定の圧力（荷重）で押しつけられる。チャック２１を回転させてウェハＷも回転させ、ウェハＷと第１研磨ヘッド３１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第１研磨ヘッド３１からウェハＷ上に供給され、研磨剤はウェハＷ上で拡散し、第１研磨ヘッド３１のウェハＷに対する相対運動に伴って研磨パッド３２とウェハＷとの間に入り込み、ウェハＷの被研磨面ＷＳを研磨する。
【００５４】
すなわち、第１研磨ヘッド３１のウェハＷに対する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、研磨剤や研磨パッド３２の種類の他にも、第１研磨ヘッド３１およびチャック２１の回転速度や、第１研磨ヘッド３１の揺動速度や揺動量などの研磨条件は、粗研磨による平坦化処理に適した条件とされる。
【００５５】
粗研磨による平坦化処理のあと、インデックステーブル１が回転して、ウェハＷを保持したウェハ保持装置２が第２研磨ゾーンＺ３に位置する。第２研磨ゾーンＺ３では、第１研磨ゾーンＺ２における研磨と同様の研磨が行われる。ただし、研磨剤や研磨パッドの種類のほか、第２パッド保持装置４における第２研磨ヘッド４１の回転速度、揺動速度および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、第１研磨ゾーンＺ２での研磨とは研磨条件が異なる。
【００５６】
仕上げ研磨の後、インデックステーブルが回転して、ウェハＷを保持したウェハ保持装置２がアンローディングゾーンＺ４に位置する。アンローディングゾーンＺ４では、研磨が終了したウェハＷがウェハ保持装置２のチャック２１から排出され、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。
【００５７】
その後、インデックステーブル１が回転して、ウェハ保持装置２がローディングゾーンＺ１へ戻り、このウェハ保持装置２に次のウェハＷが供給され、以上の動作を繰り返す。なお、ＣＭＰにおいては、多層膜の研磨を行う場合に、それぞれの膜材料に合わせて研磨剤およびパッド材質を選択し、２ステップの研磨を行うことができる。さらに、研磨ゾーンを３つ有する研磨装置を用いれば、最大３ステップの研磨を行うことができる。
【００５８】
ここで、第１研磨ゾーンＺ２でのウェハＷの研磨時における第１支持装置５ａの動作について以下に説明する。まず、第１パッド保持装置３のヘッド駆動装置（図示せず）を作動させて、研磨パッド３２の研磨面ＰＳが被研磨面ＷＳの右側周部よりはみ出す（作業者が指定した）所定位置に、第１研磨ヘッド３１を移動（揺動）させる。
【００５９】
次に、制御装置９０の駆動力算出部９２が、パッド位置検出部９３に検出された研磨パッド３２（第１研磨ヘッド３１）のウェハＷに対する相対位置Ｌを基に、研磨面ＰＳにおけるはみ出し部分ＤＳの面積を算出する。さらに、駆動力算出部９２が、このはみ出し部分ＤＳの面積と、作業者が設定した（所望の）支持部材５１のはみ出し部分ＤＳに対する単位面積あたりの押圧力とを基に、支持部材駆動部５５の支持部材５１に対する所要駆動力を算出し、主制御部９１へ出力する。
【００６０】
続いて、制御装置９０の主制御部９１が、支持部材５１に所要駆動力が作用するように、支持部材駆動部５５（シリンダ部７０）の電空レギュレータ７４にレギュレータ駆動信号（アナログ指令電圧）を出力し、支持部材５１を上方へ移動させる。このとき、アナログ指令電圧に基づいて電空レギュレータ７４から供給されたシリンダハウジング７２内の圧縮空気にピストン７１の下面側が押圧されて、ピストン７１およびベースサドル６１とともに支持部材５１が上方へ移動する。
【００６１】
次に、支持部材５１が支持部材駆動部５５の所要駆動力を受けて上動すると、主制御部９１が、支持部材駆動部５５（支持部材固定部８０）のソレノイド８１にソレノイド駆動信号を出力し、ソレノイド８１を励磁させて、支持部材５１を固定する。そして、ヘッド駆動装置（図示せず）の作動により第１研磨ヘッド３１が下方へ移動し、研磨が行われる。このとき、支持部材５１が研磨パッド３２における研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接し、支持部材５１により研磨パッド３２および第１研磨ヘッド３１が支持された状態となる。
【００６２】
この結果、支持部材５１のはみ出し部分ＤＳへの単位面積あたりの押圧力を、所望の値にすることができるため、研磨面ＰＳにおけるウェハ外周部付近と摺接する部分のパッドつぶれ量が安定して、ウェハ外周部付近の加工プロファイルが向上し、エッジイクスクルージョンを小さくすることができる。
【００６３】
さらに、第１研磨ゾーンＺ２でのウェハＷの研磨時における第１支持装置５ａの動作の変形例について以下に説明する。まず、作業者が、所望の支持部材５１のはみ出し部分ＤＳに対する単位面積あたりの押圧力を設定する。
【００６４】
次に、制御装置９０の駆動力算出部９２が、パッド位置検出部９３に検出された研磨パッド３２（第１研磨ヘッド３１）のウェハＷに対する相対位置Ｌを基に、研磨面ＰＳにおけるはみ出し部分ＤＳの面積を算出する。さらに、駆動力算出部９２が、このはみ出し部分ＤＳの面積と、作業者が設定した（所望の）支持部材５１のはみ出し部分ＤＳに対する単位面積あたりの押圧力とを基に、支持部材駆動部５５の支持部材５１に対する所要駆動力を算出し、主制御部９１へ出力する。
【００６５】
続いて、制御装置９０の主制御部９１が、支持部材５１に所要駆動力が作用するように、支持部材駆動部５５の電空レギュレータ７４にレギュレータ駆動信号（アナログ指令電圧）を出力し、支持部材５１を上方へ移動させる。このとき、アナログ指令電圧に基づいて電空レギュレータ７４から供給されたシリンダハウジング７２内の圧縮空気にピストン７１の下面側が押圧されて、ピストン７１およびベースサドル６１とともに支持部材５１が上方へ移動する。
【００６６】
そして、支持部材５１が支持部材駆動部５５の所要駆動力を受けて上動すると、ヘッド駆動装置（図示せず）の作動により第１研磨ヘッド３１が下方へ移動し、研磨が行われる。このとき、支持部材５１が研磨パッド３２における研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接し、支持部材５１により研磨パッド３２および第１研磨ヘッド３１が支持された状態となるが、制御装置９０は、はみ出し部分ＤＳの面積の変化に応じて、作業者が設定した（所望の）支持部材５１のはみ出し部分ＤＳに対する単位面積あたりの押圧力が得られるように支持部材駆動部５５の作動（所要駆動力）を制御する。
【００６７】
この結果、支持部材５１のはみ出し部分ＤＳへの単位面積あたりの押圧力を、所望の値にすることができるため、研磨面ＰＳにおけるウェハ外周部付近と摺接する部分のパッドつぶれ量が安定して、ウェハ外周部付近の加工プロファイルが向上し、エッジイクスクルージョンを小さくすることができる。
【００６８】
なお、上述の第一実施形態において、支持部材をウェハＷの周囲を囲むリング状に形成し、ウェハＷの周囲に配設してウェハＷ（チャック２１）とともに回転するようにしてもよい。そこで、本実施形態における支持部材の変形例について図１０および図１１を参照しながら説明する。この支持部材１５１は、リング状に形成された第１支持部材１５２と、第１支持部材１５２を支持する第２支持部材１５３とから構成され、支持部材駆動部５５′のベースサドル６１′に取り付けられた回転保持部材１６０により回転可能に保持されるようになっている。
【００６９】
第１支持部材１５２は、ＰＯＭやＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の樹脂材料、あるいはアルミナセラミックス等を用いて、上面が研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接可能な極めて平坦に仕上げられた平面であるウェハＷの周囲を囲むリング状に形成される。第２支持部材１５３は、チャック２１の周囲を囲むリング状に形成され、支持部材取付ネジ１５４を用いて第２支持部材１５３の上部に第１支持部材１５２が取り付けられて、第２支持部材１５３が第１支持部材１５２を支持するようになっている。
【００７０】
第２支持部材１５３の内周部には、カムフォロア１５５が回転力伝達部として取り付けられており、チャック２１に設けられたカム係合穴２１ａと係合して、第２支持部材１５３、すなわち支持部材１５１がチャック２１およびウェハＷとともに回転するようになっている。また、第２支持部材１５３の上部外側には、リング状のリングカバー１５６が取り付けられており、回転保持部材１６０の上面を覆うようになっている。
【００７１】
回転保持部材１６０は、支持部材１５１の周囲を囲むリング状に形成され、ニードルベアリング１６１やボールベアリング１６２を用いて回転可能に保持するようになっている。また、回転保持部材１６０の上部右側は、保持部材取付ネジ１６３を用いてベースサドル６１′の上部に固定されたプレート１６４に取付固定されており、回転保持部材１６０（すなわち支持部材１５１）がベースサドル６１′とともに上下動可能となっている。
【００７２】
これにより、第１研磨ゾーンＺ２におけるウェハＷの研磨時に、支持部材駆動部５５′に駆動されて支持部材１５１が上方へ移動すると、支持部材１５１の上面が研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接し、支持部材１５１がウェハＷ（チャック２１）とともに回転しながら研磨パッド３２および第１研磨ヘッド３１を支持する。このようにすれば、支持部材１５１（およびリングカバー１５６）がウェハＷとともに回転するため、遠心力によりウェハＷの外側へ排出されて支持部材１５１に達した研磨剤が、さらに支持部材１５１（およびリングカバー１５６）の回転遠心力により支持部材１５１（およびリングカバー１５６）の外側へスムーズに排出されることから、研磨の均一性の向上が期待できる。
【００７３】
続いて、第１支持装置の第二実施形態について図８を参照しながら説明する。なお、第二実施形態における第１支持装置１００は、研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接可能な支持部材１０１と、支持部材１０１を（研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳへ向けて）上下動自在に支持するとともに、支持部材１０１を上方へ（研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳへ）向けて駆動可能な支持部材駆動部１０５と、支持部材駆動部１０５の作動を制御する制御装置（図示せず）とを主体に構成される。
【００７４】
支持部材１０１は、ＰＯＭやＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の樹脂材料、あるいはアルミナセラミックス等を用いて、上面が研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接可能な極めて平坦に仕上げられた平面であるとともに、一側面がウェハＷの外周部の形状に合わせた平面視円弧状の曲面であるブロック状に形成される。そして、支持部材１０１は、第１研磨ゾーンＺ２におけるウェハＷの研磨時に、支持部材駆動部１０５に駆動されて上方へ移動すると、上面が研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接して研磨パッド３２および第１研磨ヘッド３１を支持するようになっている。
【００７５】
また、支持部材１０１は、第一実施形態における支持部材５１と同様に、支持部材取付ネジ（図示せず）を用いて支持部材駆動部１０５のベースサドル１１１に取り付けられている。支持部材１０１の下面側には、逃げ穴部１０２が形成されており、ボールネジ１２５が支持部材１０１と干渉しないようになっている。
【００７６】
支持部材駆動部１０５は、支持部材１０１を上下動可能に保持する支持部材保持部１１０と、支持部材１０１を上方へ向けて駆動可能なモータ駆動部１２０と、これらが収容されるハウジング１０６とを主体に構成される。
【００７７】
支持部材保持部１１０は、支持部材１０１が取り付けられるベースサドル１１１と、ベースサドル１１１が上下動可能に取り付けられるリニアガイド１１６とを備えて構成される。ベースサドル１１１は、金属材料を用いて逆Ｌ字型の板状に形成され、上面に支持部材１０１が取り付けられるようになっている。ベースサドル１１１の上部には、ボールネジ取付部１１２が形成されており、ボールネジ１２５の移動スリーブ１２７が取り付けられるようになっている。
【００７８】
リニアガイド１１６は、ハウジング１０６の内側部に取り付けられた上下に延びるガイドレール１１７と、ガイドレール１１７に上下にスライド移動可能に取り付けられたブロック１１８とを備えて構成され、ブロック１１８にベースサドル１１１の側部が取付固定される。これにより、ベースサドル１１１がリニアガイド１１６に上下動可能に取り付けられるため、ベースサドル１１１に取り付けられた支持部材１０１が上下動可能となる。
【００７９】
また、ベースサドル１１１の上部とハウジング１０６の上部に跨って、防水用ダイヤフラム１１９が取り付けられており、ベースサドル１１１とハウジング１０６との間隙部を塞ぐようになっている。防水用ダイヤフラム１１９は、成形されたゴムシートであり、ダイヤフラム固定ネジ１１９ａを用いてベースサドル１１１およびハウジング１０６の上部に取付固定される。これにより、支持部材１０１の上下動に拘わらず研磨剤等がハウジング１０６内に侵入するのを防ぐことができる。
【００８０】
モータ駆動部１２０は、サーボモータ１２１と、サーボモータ１２１とカップリング１２３を介して連結されたボールネジ１２５とを備えて構成される。ボールネジ１２５は、サポートユニット１２４を介してハウジング１０６に固定された上下に延びるボールネジシャフト１２６と、ボールネジシャフト１２６に取り付けられた移動スリーブ１２７とを備え、ボールネジシャフト１２６の回転に伴って移動スリーブ１２７が上下に移動するように構成される。
【００８１】
ボールネジシャフト１２６は、カップリング１２２を介してサーボモータ１２１のモータ軸１２２と連結されており、モータ軸１２２の回転駆動力が伝達されるようになっている。移動スリーブ１２７は、ベースサドル１１１のボールネジ取付部１１２に取り付けられており、移動スリーブ１２７とともにベースサドル１１１が上下に移動するようになっている。これにより、サーボモータ１２１（モータ軸１２２）の回転駆動によりベースサドル１１１および支持部材１０１が上下に移動する。
【００８２】
制御装置（図示せず）は、第一実施形態における制御装置９０と、同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。ただし、第二実施形態の主制御部（図示せず）は、支持部材駆動部１０５（モータ駆動部１２０）のサーボモータ１２１にモータ駆動（および停止）信号を出力するようになっている。また、第二実施形態の駆動力算出部（図示せず）は、はみ出し部分ＤＳの面積と、作業者が設定した（所望の）支持部材１０１のはみ出し部分ＤＳに対する単位面積あたりの押圧力とを基に、支持部材駆動部１０５の所要駆動力を算出するようになっている。
【００８３】
このような構成の第１支持装置１００の動作について以下に説明する。まず、第１パッド保持装置３のヘッド駆動装置（図示せず）を作動させて、研磨パッド３２の研磨面ＰＳが被研磨面ＷＳの右側周部よりはみ出す（作業者が指定した）所定位置に、第１研磨ヘッド３１を移動（揺動）させる。
【００８４】
次に、制御装置の駆動力算出部（図示せず）が、パッド位置検出部（図示せず）に検出された研磨パッド３２（第１研磨ヘッド３１）のウェハＷに対する相対位置Ｌを基に、研磨面ＰＳにおけるはみ出し部分ＤＳの面積を算出する。さらに、駆動力算出部が、このはみ出し部分ＤＳの面積と、作業者が設定した（所望の）支持部材１０１のはみ出し部分ＤＳに対する単位面積あたりの押圧力とを基に、支持部材駆動部１０５の支持部材１０１に対する所要駆動力を算出し、主制御部へ出力する。
【００８５】
続いて、制御装置の主制御部（図示せず）が、支持部材１０１に所要駆動力が作用するように、支持部材駆動部１０５（モータ駆動部１２０）のパルスモータ１２１にモータ駆動信号を出力し、支持部材１０１を上方へ移動させる。このとき、モータ駆動信号に基づくサーボモータ１２１の回転駆動によりベースサドル１１１および支持部材１０１が上方へ移動する。
【００８６】
次に、支持部材１０１が支持部材駆動部１０５の所要駆動力を受けて上動すると、主制御部（図示せず）は、パルスモータ１２１にモータ停止信号を出力してパルスモータ１２１を停止させ、パルスモータ１２１の電磁サーボロックを利用して支持部材１０１を固定する。すなわち、パルスモータ１２１の電磁サーボロックが本発明における支持部材固定部として機能する。そして、ヘッド駆動装置（図示せず）の作動により第１研磨ヘッド３１が下方へ移動し、研磨が行われる。このとき、支持部材１０１が研磨パッド３２における研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接し、支持部材１０１により研磨パッド３２および第１研磨ヘッド３１が支持された状態となる。
【００８７】
この結果、支持部材１０１のはみ出し部分ＤＳへの単位面積あたりの押圧力を、所望の値にすることができるため、研磨面ＰＳにおけるウェハ外周部付近と摺接する部分のパッドつぶれ量が安定して、ウェハ外周部付近の加工プロファイルが向上し、エッジイクスクルージョンを小さくすることができる。
【００８８】
さらに、第二実施形態における第１支持装置１００の動作の変形例について以下に説明する。まず、作業者が、所望の支持部材１０１のはみ出し部分ＤＳに対する単位面積あたりの押圧力を設定する。
【００８９】
次に、制御装置の駆動力算出部（図示せず）が、パッド位置検出部（図示せず）に検出された研磨パッド３２（第１研磨ヘッド３１）のウェハＷに対する相対位置Ｌを基に、研磨面ＰＳにおけるはみ出し部分ＤＳの面積を算出する。さらに、駆動力算出部が、このはみ出し部分ＤＳの面積と、作業者が設定した（所望の）支持部材１０１のはみ出し部分ＤＳに対する単位面積あたりの押圧力とを基に、支持部材駆動部１０５の支持部材１０１に対する所要駆動力を算出し、主制御部へ出力する。
【００９０】
続いて、制御装置の主制御部（図示せず）が、支持部材１０１に所要駆動力が作用するように、支持部材駆動部１０５（モータ駆動部１２０）のパルスモータ１２１にモータ駆動信号を出力し、支持部材１０１を上方へ移動させる。このとき、モータ駆動信号に基づくサーボモータ１２１の回転駆動によりベースサドル１１１および支持部材１０１が上方へ移動する。
【００９１】
そして、支持部材１０１が支持部材駆動部１０５の所要駆動力を受けて上動すると、ヘッド駆動装置（図示せず）の作動により第１研磨ヘッド３１が下方へ移動し、研磨が行われる。このとき、支持部材１０１が研磨パッド３２における研磨面ＰＳのはみ出し部分ＤＳに当接し、支持部材１０１により研磨パッド３２および第１研磨ヘッド３１が支持された状態となるが、制御装置（図示せず）は、はみ出し部分ＤＳの面積の変化に応じて、作業者が設定した（所望の）支持部材１０１のはみ出し部分ＤＳに対する単位面積あたりの押圧力が得られるように支持部材駆動部１０５の作動（所要駆動力）を制御する。
【００９２】
この結果、支持部材１０１のはみ出し部分ＤＳへの単位面積あたりの押圧力を、所望の値にすることができるため、研磨面ＰＳにおけるウェハ外周部付近と摺接する部分のパッドつぶれ量が安定して、ウェハ外周部付近の加工プロファイルが向上し、エッジイクスクルージョンを小さくすることができる。
【００９３】
なお、上述の各実施形態おいて、図１のようにウェハＷの上方に研磨パッド３２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ェ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。
【００９４】
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９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。
【００９５】
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ＣＶＤ等によりウェハ表面に絶縁膜や誘電体膜を形成するＣＶＤ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Ｓ２０４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。
【００９６】
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。
【００９７】
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Ｓ２０６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。
【００９８】
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Ｓ２００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。
【００９９】
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工程の歩留まりが向上する。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、高い歩留まりで製造されるので低コストの半導体デバイスとなる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、支持部材のはみ出し部分への単位面積あたりの押圧力を、所望の値にすることができるため、研磨面におけるウェハ外周部付近と摺接する部分のパッドつぶれ量が安定して、ウェハ外周部付近の加工プロファイルが向上し、エッジイクスクルージョンを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研磨装置のインデックステーブル付近を模式的に示す概略平面図である。
【図２】図１中の矢印ＩＩ−ＩＩに沿った断面図および研磨装置の制御系統を模式的に示す図である。
【図３】本発明に係る研磨装置に構成される第１支持装置の平面図である。
【図４】図１中の矢印ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【図５】図４中の矢印Ｖ−Ｖに沿った断面図である。
【図６】図４中の矢印ＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）の順にはみ出し部分の面積が変化する様子を示す平面図である。
【図８】第二実施形態における第１支持装置の断面図である。
【図９】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１０】支持部材の変形例を示す平面図である。
【図１１】図１０中の矢印ＸＩ−ＸＩに沿った断面図である。
【図１２】研磨パッドのウェハに対する相対位置（ＯｖｅｒＨａｎｇ）とはみ出し部分の面積（Ａｒｅａ）との関係の一例を示したグラフである。
【符号の説明】
５ａ第１支持装置
３２研磨パッド
５１支持部材
５５支持部材駆動部
８０支持部材固定部
９０制御装置
９１主制御部
９２駆動力算出部
９３パッド位置検出部
１００第１支持装置（第二実施形態）
１０１支持部材（第二実施形態）
１０５支持部材駆動部（第二実施形態）
１５１支持部材（変形例）
１５２第１支持部材
１５３第２支持部材
Ｗウェハ（研磨対象物）
Ｌ相対位置
ＤＳはみ出し面
ＰＳ研磨面
ＷＳ被研磨面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing apparatus for flattening and polishing a semiconductor wafer or the like in a process for manufacturing a semiconductor device, and also relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device using the polishing apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a polishing apparatus for flattening the surface of an object to be polished such as a semiconductor wafer, a wafer holding apparatus for holding a wafer in a state where its polished surface is exposed, and a polished surface of the wafer held by the wafer holding apparatus And a polishing body having a polishing pad opposed thereto attached thereto, pressing the polishing pad against the surface to be polished of the wafer in a state where both are rotated, and swinging the polishing body in an inward direction of the contact surface between the two. A configuration for polishing a wafer is known. In addition to the mechanical polishing, a chemical (polishing liquid) is supplied to the contact surface between the polishing pad and the wafer to accelerate the polishing by a chemical action of the polishing agent (Chemical Mechanical Polishing). A CMP apparatus that performs polishing (CMP) is also known.
[0003]
2. Description of the Related Art Some polishing apparatuses of this type are configured such that a guide member is brought into contact with a protruding portion of a polishing surface (polishing body) protruding from an outer peripheral portion of a surface to be polished when polishing an object to be polished. For example, as a polishing apparatus of the first example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-244222, a wafer vacuum-adsorbed to a chuck with its surface to be polished facing upward is polished with a polishing pad having a smaller diameter than this wafer. A polishing apparatus has been devised which is configured so that a guide member is brought into contact with a protruding portion of a polishing surface (polishing pad) which is polished and protrudes from an outer peripheral portion of a polishing surface.
[0004]
Further, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-229808, a polishing apparatus of the second example is configured to polish a wafer, which has been polished with its surface to be polished downward, into a polishing machine having a larger diameter than this wafer. A polishing apparatus has been devised which is configured so that a guide member (retainer ring) is brought into contact with a protruding portion of a polishing surface (polishing pad) which is polished with a pad and protrudes from an outer peripheral portion of a surface to be polished.
[0005]
This prevents the amount of polishing at the outer peripheral portion of the wafer from being greater than the amount of polishing at the central portion of the wafer, improves the processing profile near the outer peripheral portion of the wafer, and reduces the edge exclusion (Edge Exclusion). It is believed that it can be made smaller. Here, the edge exclusion refers to a region (width) that is not to be evaluated for uniformity or the like at an edge portion (outer peripheral portion) of a wafer or the like, and it is necessary to keep this within a predetermined range. is there. In order to increase the yield of chips obtained from the wafer, it is necessary to uniformly flatten and polish the portion as close to the edge of the wafer as possible. The smaller the edge exclusion, the higher the yield of chips.
[0006]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-244222
[Patent Document 2] JP-A-8-229808
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the polishing apparatus of the first example, since the diameter of the polishing pad is smaller than the diameter of the wafer, and the polishing is performed while the polishing pad is relatively moved with respect to the wafer, the polishing surface protruding from the outer peripheral portion of the surface to be polished. The area of the protruding portion, that is, the contact area between the protruding portion of the polishing surface and the guide member changes with the relative movement of the polishing pad. Therefore, even when the guide member is brought into contact with the polishing surface of the polishing pad with a constant force, the contact area (with the protruding portion) changes due to the relative movement of the polishing pad, and the unit to the protruding portion on the polishing surface of the guide member is changed. The pressing force per area is not constant.
[0008]
As a result, in addition to the protruding portion of the polishing surface (polishing pad) that comes into contact with the guide member, the pad crushing amount of the portion of the polishing surface (connected to the protruding portion) that comes into sliding contact with the vicinity of the outer peripheral portion of the wafer is not stable. The machining profile did not improve much, and the edge exclusion could not be reduced as expected.
[0009]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a polishing apparatus that can reduce edge extrusion. It is another object of the present invention to provide a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device using the polishing apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the polishing apparatus according to the first aspect of the present invention provides a polishing pad member having a polishing surface for polishing a surface to be polished of an object to be polished, and protrudes from an outer peripheral portion of the surface to be polished during polishing. A support member for supporting the polishing pad member in contact with the protruding portion of the polishing surface; and a polishing apparatus for polishing the surface to be polished while relatively moving the polishing surface in contact with the surface to be polished. And a support member driving unit that drives the support member toward the protruding portion of the polishing surface and presses the supporting member against the protruding portion of the polishing surface. Depending on the area of the protruding portion, or the relative position of the polishing pad member to the object to be polished in the surface of the polishing surface or the surface to be polished, the pressing force of the supporting member against the protruding portion of the polishing surface is desired. And having a control means for controlling the support member driving unit so that the value.
[0011]
A polishing apparatus according to a second aspect of the present invention is the polishing apparatus according to the first aspect, wherein a pad position detection for detecting a relative position of the polishing pad member with respect to the object to be polished in the surface of the polishing surface or the surface of the surface to be polished. The control means calculates the area of the protruding portion of the polishing surface based on the relative position of the polishing pad member, and calculates the area of the protruding portion of the polishing surface and a unit for the protruding portion of the polishing surface of the support member. The invention is characterized in that a required driving force of the supporting member driving unit is calculated based on the pressing force per area, and the supporting member driving unit is controlled so as to obtain the required driving force.
[0012]
A polishing apparatus according to a third aspect of the present invention is the polishing apparatus according to the first or second aspect, wherein the diameter of the polishing pad member is smaller than the diameter of the object to be polished.
[0013]
A polishing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the polishing apparatus according to any one of the first to third aspects, further comprising a support member fixing portion for fixing the support member.
[0014]
A polishing apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the polishing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the support member drive unit operates using air pressure.
[0015]
A polishing apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the polishing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the support member has a ring shape and is disposed so as to surround the object to be polished. And a rotation mechanism for rotating the support member with the rotation of the object to be polished.
[0016]
According to a seventh aspect of the invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method, wherein the object to be polished is a semiconductor wafer, and the surface of the semiconductor wafer is planarized by using the polishing apparatus according to any one of the first to sixth aspects. Characterized by a step of performing
[0017]
An eighth aspect of the present invention provides a semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to the seventh aspect.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. An example of the polishing apparatus according to the present invention is shown in FIGS. As shown in FIG. 1, the polishing apparatus includes an index table 1 rotatably disposed on a fixed portion (not shown), and four wafer holding devices 2, 2,... Disposed on the index table 1. It comprises a first pad holding device 3 and a second pad holding device 4 arranged above the index table 1 (wafer holding device 2).
[0019]
The index table 1 is rotatably supported on a rotation axis O at a fixed portion (not shown), and is driven to rotate in the direction of arrow A in FIG. 1 by an electric motor (not shown). On the index table 1, four wafer holding devices 2, 2,... Are arranged at 90 ° intervals on the same circumference around the rotation axis O. With the rotation of the index table 1, each of the four wafer holding devices 2, 2,... Is loaded with a loading zone Z1 to which the wafer W is supplied, a first polishing zone Z2 for roughly polishing the wafer W, The second polishing zone Z3 for performing the final polishing of W and the unloading zone Z4 for discharging the wafer W rotate (position).
[0020]
As shown in FIG. 2, the wafer holding device 2 mainly includes a chuck 21 for holding the wafer W and a support cylinder 22 for rotatably supporting the chuck 21. The chuck 21 is formed in a disk shape conforming to the shape of the wafer W, and includes a chuck device (not shown) capable of vacuum-sucking the wafer W. On the upper surface side. That is, the wafer W is held by the chuck 21 by suction using the upper surface side of the wafer W as the surface to be polished WS. Note that the wafer W is an object to be polished in the present invention.
[0021]
The support cylinder 22 has an upper end connected to the center of the lower surface of the chuck 21 and a lower end rotatably attached to the index table 1 by a bearing (not shown) or the like, and a chuck rotating device using an electric motor ( (Not shown) so that it can be rotated in the direction of arrow B in FIG. Thus, the wafer W sucked and held by the chuck 21 can rotate together with the chuck 21 in the direction of arrow B with respect to the index table 1.
[0022]
Above the wafer holding device 2 in the first polishing zone Z2, a first pad holding device 3 is disposed so as to face the wafer holding device 2 (of the first polishing zone Z2). The first pad holding device 3 includes a first polishing head 31 having a lower surface formed in a planar shape, and a polishing pad 32 is provided on a lower surface of the first polishing head 31. The first polishing head 31 is rotatably supported with angular followability by a cylindrical rotating member 33 connected to the upper surface side, and is rotated by a head driving device (not shown) using an electric motor. As shown by arrows C, D, and E in FIG. 2, rotation, up / down movement, and left / right swinging (reciprocating movement) are possible. The cylindrical rotating member 33 is rotatable in both directions so that one of the polishing conditions in which the rotation directions of the chuck 21 and the first polishing head 31 are the same or opposite can be selected.
[0023]
The polishing pad 32 is a two-layer stacking pad capable of flattening the wafer W by rough polishing, and is attached to the lower surface of the first polishing head 31 with the lower surface side as the polishing surface PS. The polishing pad 32 is not limited to a two-layer stacking pad, but may be a material having a material, a number of layers, a surface groove structure, and the like suitable for flattening processing by rough polishing. The polishing pad 32 is a polishing pad member in the present invention.
[0024]
The diameters of the first polishing head 31 and the polishing pad 32 are smaller than the diameter of the wafer W. In the present embodiment, for example, when the diameter of the wafer W is 200 mm, the diameter of the polishing pad 32 is 170 mm, and when the diameter of the wafer W is 300 mm, the diameter of the polishing pad 32 is 280 mm. When the wafer W held by the wafer holding device 2 located in the first polishing zone Z2 is polished, the first polishing head 31 swings in the direction of the arrow E so that one of the polishing surfaces PS on the polishing pad 32 is polished. The portion temporarily protrudes from the right peripheral portion (in FIGS. 1 and 2) of the surface to be polished WS of the wafer W. FIG. 1 shows a state in which the polishing surface PS of the polishing pad 32 protrudes to the rightmost side. The diameters of the first polishing head 31 and the polishing pad 32 may be larger than the diameter of the wafer W.
[0025]
Although not shown in detail, the first pad holding device 3 is provided with an abrasive (slurry) supply device (not shown), and is provided at a lower surface side center portion (rotation center) of the first polishing head 31. An abrasive can be supplied onto the polishing pad 32 and the wafer W from the formed liquid supply hole (not shown). In addition, as this polishing agent, a polishing agent of a type suitable for a flattening process by rough polishing is used.
[0026]
Above the wafer holding device 2 in the second polishing zone Z3, a second pad holding device 4 is provided to face the wafer holding device 2 (of the second polishing zone Z3). The second pad holding device 4 has the same configuration as the first pad holding device 3, and a detailed description is omitted.
[0027]
In the second pad holding device 4, a polishing pad (not shown) suitable for final polishing of the surface to be polished WS of the wafer W is used, and a polishing agent of a type suitable for this final polishing is supplied. It has become. Further, the second polishing head 41 of the second pad holding device 4 can rotate, move up and down, and swing right and left (reciprocate) similarly to the first polishing head 31 of the first pad holding device 3. However, as shown in FIG. 2, the swing of the second polishing head 41 causes a part of the polishing surface of the polishing pad to temporarily protrude from the left peripheral portion of the surface to be polished WS of the wafer W. .
[0028]
In the polishing apparatus having such a configuration, when polishing the wafer W in the first polishing zone Z2 on the index table 1, the polishing table PS comes into contact with the protruding portion DS of the polishing surface PS protruding from the right peripheral portion of the surface to be polished WS. Are provided to support the polishing pad 32 and the first polishing head 31, and when the wafer W is polished in the second polishing zone Z3, the polishing protrudes from the left peripheral portion of the polished surface WS. The second support devices 5b, 5b,... Which support the polishing pad and the second polishing head 41 in contact with the protruding portion (not shown) of the surface are provided.
[0029]
Therefore, the first support device 5a according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the second support device 5b has the same configuration as the first support device 5a, and thus the description is omitted. As shown in FIG. 2, the first support device 5 a can support the support member 51 that can abut on the protruding portion DS of the polishing surface PS, and can vertically move the support member 51 (toward the protruding portion DS of the polishing surface PS). And a control device 90 for controlling the operation of the support member driving section 55, which can drive the support member 51 upward (to the protruding portion DS of the polishing surface PS). Be composed.
[0030]
The support member 51 is made of a resin material such as POM, PPS, PEEK, or the like, or an alumina ceramic or the like, and has an extremely flat surface whose upper surface can contact the protruding portion DS of the polishing surface PS. Are formed in a block shape, which is a curved surface having a circular arc shape in plan view according to the shape of the outer peripheral portion of the wafer W. When the support member 51 is driven by the support member drive unit 55 to move upward during polishing of the wafer W in the first polishing zone Z2, the upper surface abuts on the protruding portion DS of the polishing surface PS, and the polishing pad 32 and The first polishing head 31 is supported.
[0031]
A support member mounting hole 52 is formed in the support member 51, and a support member mounting screw 53 is passed through the support member mounting hole 52 and is fixed to the base saddle 61 of the support member drive unit 55 with a screw. Are attached to the base saddle 61 (that is, the support member drive unit 55). The upper portion of the support member mounting hole 52 is closed using a plug 54.
[0032]
As shown in FIGS. 4 to 6, the support member driving unit 55 includes a support member holding unit 60 that holds the support member 51 movably up and down, a cylinder unit 70 that can drive the support member 51 upward, and A support member fixing portion 80 capable of fixing the support member holding portion 60 and a housing 56 in which the support member fixing portion 80 is accommodated are mainly constituted.
[0033]
As shown in FIG. 6, the support member holding portion 60 includes a base saddle 61 to which the support member 51 is attached, and a linear guide 66 to which the base saddle 61 is attached so as to be vertically movable. The base saddle 61 is formed in a reverse L-shaped plate shape using a metal material, and the support member 51 is attached to an upper surface thereof. As shown in FIGS. 4 and 6, a guide pin mounting portion 62 is formed near the peripheral portion on the side of the base saddle 61 so as to have a guide pin passage hole 62a, and a slide guide pin 86 is formed with a screw or the like. It is configured to be attached to the guide pin attaching portion 62 by using a.
[0034]
As shown in FIG. 6, a spring accommodating portion 63 is formed in the vicinity of the center of the side of the base saddle 61, and a spring 87 is accommodated therein using a spring mounting screw 88. Further, a stopper screw mounting hole 64 is formed adjacent to the spring accommodating portion 63, so that a stopper screw 89 is mounted.
[0035]
The linear guide 66 includes a vertically extending guide rail 67 attached to an inner portion of the housing 56 and a block 68 attached to the guide rail 67 so as to be slidable up and down. Is fixedly mounted. Accordingly, the base saddle 61 is attached to the linear guide 66 so as to be vertically movable, so that the support member 51 attached to the base saddle 61 can be vertically moved.
[0036]
A waterproof diaphragm 69 is attached across the upper part of the base saddle 61 and the upper part of the housing 56 so as to close a gap between the base saddle 61 and the housing 56. The waterproof diaphragm 69 is a molded rubber sheet, and is attached and fixed to the upper part of the base saddle 61 and the housing 56 by using a diaphragm fixing screw 69a. Thus, it is possible to prevent the abrasive or the like from entering the housing 56 regardless of the vertical movement of the support member 51. In addition to the waterproof diaphragm 69, as shown in FIG. 11, a cover 169 formed in a plate shape is attached to the upper portion of the base saddle 61 ', and the gap between the base saddle 61' and the housing 56 'is externally mounted. May be prevented from penetrating into the housing 56 '.
[0037]
As shown in FIG. 5, the cylinder portion 70 includes a piston 71, a cylinder housing 72 into which compressed air is supplied, and a cylinder diaphragm 73 for preventing the compressed air supplied into the cylinder housing 72 from leaking outside. The piston 71 moves up and down by compressed air supplied into the cylinder housing 72. Thereby, since the support member drive part 55 operates using air pressure, the structure of the support member drive part 55 can be simplified.
[0038]
The piston 71 is provided integrally or separately on the upper lower surface side of the base saddle 61, and receives the pressing force of the compressed air in the cylinder housing 72 on the lower surface side, and moves up and down together with the base saddle 61 and the support member 51. It has become. The cylinder housing 72 is attached and fixed to the housing 56, and compressed air is supplied to the inside from a port 72a formed at a lower portion of the cylinder housing 72.
[0039]
The cylinder diaphragm 73 is a molded rubber sheet, and is attached and fixed across the piston 71 and the cylinder housing 72 by using a diaphragm fixing screw 73a. Thus, the gap between the piston 71 and the cylinder housing 72 is closed, and the compressed air supplied into the cylinder housing 72 is prevented from leaking to the outside.
[0040]
An electropneumatic regulator 74 is attached to a lower portion of the cylinder housing 72 so as to be connected to the port 72a. Although not shown in detail, the electropneumatic regulator 74 is composed of a regulator main body and a control circuit unit, and is configured to receive a signal from an air source (not shown) based on an analog command voltage (for example, 0 to 10 V) from the control device 90. The pressure of the compressed air passing through the air tube 75 is controlled within a predetermined range (for example, 0 to 200 kPa).
[0041]
The control circuit unit (not shown) constantly compares the analog command voltage from the control device 90 with the pressure (voltage) in the cylinder housing 72 measured by the pressure sensor 76 to determine an error with respect to the indicated pressure. It constantly works to compensate.
[0042]
The support member fixing portion 80 includes a solenoid 81 and an armature 82 as a movable iron core. The solenoid 81 is attached to a cover plate 83 fixed to the housing 56 via a spacer 83a, and the iron core side of the solenoid 81 is located on the opposite side of the cover plate 83. The armature 82 is disposed at a position facing the iron core side of the solenoid 81 with a slight gap (for example, about 0.2 mm to 0.4 mm), and is attached to the base saddle 61 using a slide guide 84. It is mounted movably to the left and right (in FIG. 6).
[0043]
The slide guide 84 includes an outer sleeve 85 attached and fixed to the armature 82, and a slide guide pin 86 held by the outer sleeve 85 so as to be slidable left and right. A retainer sleeve (not shown) is formed inside the outer sleeve 85, and a number of steel balls are rotatably held in the sleeve. The slide guide pin 86 and the outer sleeve 85 are in point contact with each other via the steel ball, and the movement of the slide guide pin 86 is guided.
[0044]
Since the outer sleeve 85 is fixed to the armature 82 and the slide guide pin 86 is fixed to the base saddle 61 whose horizontal movement is restricted, the outer sleeve 85 moves relative to the slide guide pin 86. This allows the armature 82 to move relative to the base saddle 61 left and right (in FIG. 6). Therefore, when the solenoid 81 is excited, the armature 82 can be attracted to the solenoid 81. Thus, the vertical movement of the base saddle 61 is regulated by the slide guide pins 86 in a state where the armature 82 is attracted to the solenoid 81, and the support member 51 attached to the base saddle 61 is fixed.
[0045]
The spring 87 is accommodated in the spring accommodating portion 63 of the base saddle 61 using a spring attachment screw 88, and is configured to press the spring attachment screw 88 fixed to the armature 82 by a screw. Therefore, the armature 82 is urged rightward in FIG. 6 by the spring 87 via the spring mounting screw 88. Thus, when the solenoid 81 is not excited, the armature 82 once attracted by the excitation moves rightward and abuts the stopper screw 89, so that the initial gap is secured.
[0046]
The control device 90 includes a main control unit 91 that controls the operation of the support member drive unit 55, a drive force calculation unit 92 that calculates a required drive force of the support member drive unit 55 with respect to the support member 51, and a polishing pad 32 (first And a pad position detector 93 for detecting the position of the polishing head 31). Although not shown, the control device 90 also controls the operation of the wafer holding device 2 and the pad holding devices 3 and 4.
[0047]
Although not shown in detail, the main control unit 91 outputs a regulator drive signal (analog command voltage) to the electropneumatic regulator 74 of the support member drive unit 55 (cylinder unit 70), and outputs the support member drive unit 55 (support member fixing unit 80). ) To output a solenoid drive (and stop) signal to the solenoid 81. Further, the required driving force calculated by the driving force calculation unit 92 is input to the main control unit 91.
[0048]
The detection signal from the pad position detection unit 93 is input to the driving force calculation unit 92. The pad position detection unit 93 performs polishing on a surface including the surface to be polished WS (or polished surface PS) from a driving signal (for example, a pulse signal of a pulse motor) for a head driving device (not shown) of the first polishing head 31. The relative position L (see FIGS. 7A and 7B) of the pad 32 (first polishing head 31) with respect to the wafer W is detected, and the detection signal is output to the driving force calculation unit 92.
[0049]
The driving force calculation unit 92 calculates the area of the protruding portion DS on the polishing surface PS based on the relative position L detected by the pad position detection unit 93. As shown in FIGS. 7A and 7B, the area of the protruding portion DS increases and decreases as the relative position L of the polishing pad 32 (first polishing head 31) to the wafer W changes. Therefore, in order to calculate the area of the protruding portion DS of the polishing surface PS based on the relative position L detected by the pad position detecting section 93, the relationship between the area of the protruding portion DS and the relative position L is measured in advance and approximated. An equation is created, this approximate equation is stored in the driving force calculating section 92, and the area of the protruding portion DS is calculated by substituting the relative position L detected by the pad position detecting section 93 into this approximate equation. FIG. 12 shows the relationship between the relative position L (Over Hang) and the area (Area) of the protruding portion DS in the present embodiment. The data (matrix) of the area of the protruding portion DS with respect to the relative position L may be stored in the driving force calculating section 92. 7A and 7B, the shape of the polishing pad 32 is annular. In FIG. 12, the outer diameter of the polishing pad 32 is 170 mm, the inner diameter is 60 mm, and the outer diameter of the wafer W is 200 mm.
[0050]
Then, the driving force calculation unit 92 determines whether or not the support member drive unit 55 is to be driven based on the area of the protruding part DS and the pressing force per unit area of the (desired) protruding part DS of the support member 51 set by the operator. The required driving force is calculated and output to the main control unit 91. Note that the pad position detection unit 93 may be provided separately from the control device 90.
[0051]
The operation of the polishing apparatus provided with the first support device 5a having such a configuration will be described below. The operations of the four wafer holding devices 2, 2,... Configured in the polishing apparatus are performed in parallel in each of the zones Z1 to Z4, but the individual operations are the same for each of the zones Z1 to Z4. Therefore, the operation will be described focusing on one wafer holding device 2.
[0052]
First, when the wafer holding device 2 is located in the loading zone Z1, the wafer W is supplied onto the chuck 21 of the wafer holding device 2 by a transfer device (not shown). Next, the index table 1 rotates, and the wafer holding device 2 holding the wafer W is located in the first polishing zone Z2.
[0053]
In the first polishing zone Z2, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the first polishing head 31 of the first pad holding device 3 swings while rotating, and the first polishing head 31 It is pressed with a predetermined pressure (load). By rotating the chuck 21 and the wafer W, the relative movement between the wafer W and the first polishing head 31 is performed. In this state, the abrasive is supplied from the first polishing head 31 onto the wafer W as described above, and the abrasive is diffused on the wafer W, and the polishing pad is moved with the relative movement of the first polishing head 31 with respect to the wafer W. The wafer W enters between the wafer 32 and the wafer W to polish the surface WS to be polished of the wafer W.
[0054]
That is, the mechanical polishing by the relative movement of the first polishing head 31 with respect to the wafer W and the chemical action of the abrasive act synergistically to perform the polishing. At this time, in addition to the type of the abrasive and the polishing pad 32, polishing conditions such as the rotation speed of the first polishing head 31 and the chuck 21 and the swing speed and swing amount of the first polishing head 31 are determined by the rough polishing. Conditions suitable for the flattening process are set.
[0055]
After the flattening process by the rough polishing, the index table 1 is rotated, and the wafer holding device 2 holding the wafer W is located in the second polishing zone Z3. In the second polishing zone Z3, the same polishing as that in the first polishing zone Z2 is performed. However, in addition to the type of the abrasive and the polishing pad, the polishing conditions such as the rotation speed, the swing speed, and the swing amount of the second polishing head 41 in the second pad holding device 4 are conditions suitable for finish polishing. The polishing conditions are different from those in the polishing in one polishing zone Z2.
[0056]
After the final polishing, the index table is rotated, and the wafer holding device 2 holding the wafer W is located in the unloading zone Z4. In the unloading zone Z4, the polished wafer W is discharged from the chuck 21 of the wafer holding device 2, and is transferred by a transfer device (not shown) to a location (not shown) where a cleaning process or the like is performed.
[0057]
Thereafter, the index table 1 rotates, the wafer holding device 2 returns to the loading zone Z1, the next wafer W is supplied to the wafer holding device 2, and the above operation is repeated. In the case of polishing a multilayer film in CMP, two-step polishing can be performed by selecting an abrasive and a pad material in accordance with each film material. Furthermore, if a polishing apparatus having three polishing zones is used, polishing in a maximum of three steps can be performed.
[0058]
Here, the operation of the first support device 5a when polishing the wafer W in the first polishing zone Z2 will be described below. First, the head driving device (not shown) of the first pad holding device 3 is operated to bring the polishing surface PS of the polishing pad 32 to a predetermined position (specified by an operator) protruding from the right peripheral portion of the surface WS to be polished. Then, the first polishing head 31 is moved (oscillated).
[0059]
Next, based on the relative position L of the polishing pad 32 (first polishing head 31) with respect to the wafer W detected by the pad position detection unit 93, the driving force calculation unit 92 of the control device 90 determines the protruding portion on the polishing surface PS. Calculate the area of DS. Further, the driving force calculating unit 92 calculates the supporting member driving unit 55 based on the area of the protruding portion DS and the pressing force per unit area of the (desired) supporting member 51 with respect to the protruding portion DS set by the operator. The required driving force for the supporting member 51 is calculated and output to the main control unit 91.
[0060]
Subsequently, the main control unit 91 of the control device 90 sends a regulator drive signal (analog command voltage) to the electropneumatic regulator 74 of the support member drive unit 55 (cylinder unit 70) so that the required drive force acts on the support member 51. Is output to move the support member 51 upward. At this time, the lower surface of the piston 71 is pressed by the compressed air in the cylinder housing 72 supplied from the electropneumatic regulator 74 based on the analog command voltage, and the support member 51 moves upward together with the piston 71 and the base saddle 61.
[0061]
Next, when the support member 51 is moved upward by receiving the required driving force of the support member drive section 55, the main control section 91 outputs a solenoid drive signal to the solenoid 81 of the support member drive section 55 (support member fixing section 80). Then, the solenoid 81 is excited to fix the support member 51. Then, the first polishing head 31 is moved downward by the operation of the head driving device (not shown), and polishing is performed. At this time, the support member 51 comes into contact with the protruding portion DS of the polishing surface PS of the polishing pad 32, and the polishing pad 32 and the first polishing head 31 are supported by the support member 51.
[0062]
As a result, the pressing force per unit area of the protruding portion DS of the support member 51 can be set to a desired value, so that the pad crushing amount of the portion of the polishing surface PS that comes into sliding contact with the vicinity of the outer peripheral portion of the wafer is stabilized. In addition, the processing profile near the outer peripheral portion of the wafer is improved, and the edge exclusion can be reduced.
[0063]
Further, a modified example of the operation of the first support device 5a when polishing the wafer W in the first polishing zone Z2 will be described below. First, an operator sets a desired pressing force per unit area with respect to the protruding portion DS of the support member 51.
[0064]
Next, based on the relative position L of the polishing pad 32 (first polishing head 31) with respect to the wafer W detected by the pad position detection unit 93, the driving force calculation unit 92 of the control device 90 determines the protruding portion on the polishing surface PS. Calculate the area of DS. Further, the driving force calculating unit 92 calculates the supporting member driving unit 55 based on the area of the protruding portion DS and the pressing force per unit area of the (desired) supporting member 51 with respect to the protruding portion DS set by the operator. The required driving force for the supporting member 51 is calculated and output to the main control unit 91.
[0065]
Subsequently, the main control unit 91 of the control device 90 outputs a regulator drive signal (analog command voltage) to the electropneumatic regulator 74 of the support member drive unit 55 so that the required drive force acts on the support member 51, and The member 51 is moved upward. At this time, the lower surface of the piston 71 is pressed by the compressed air in the cylinder housing 72 supplied from the electropneumatic regulator 74 based on the analog command voltage, and the support member 51 moves upward together with the piston 71 and the base saddle 61.
[0066]
When the support member 51 moves upward by receiving a required driving force of the support member drive unit 55, the first polishing head 31 moves downward by the operation of a head driving device (not shown), and polishing is performed. At this time, the support member 51 comes into contact with the protruding portion DS of the polishing surface PS on the polishing pad 32, and the polishing pad 32 and the first polishing head 31 are supported by the support member 51. Actuation (required driving force) of the support member drive unit 55 such that a (desired) pressing force per unit area of the protruding portion DS of the support member 51 set by the operator is obtained according to the change in the area of the portion DS. Control.
[0067]
As a result, the pressing force per unit area of the protruding portion DS of the support member 51 can be set to a desired value, so that the pad crushing amount of the portion of the polishing surface PS that comes into sliding contact with the vicinity of the outer peripheral portion of the wafer is stabilized. In addition, the processing profile near the outer peripheral portion of the wafer is improved, and the edge exclusion can be reduced.
[0068]
In the above-described first embodiment, the support member may be formed in a ring shape surrounding the periphery of the wafer W, disposed around the wafer W, and rotated together with the wafer W (the chuck 21). Therefore, a modified example of the support member in the present embodiment will be described with reference to FIGS. The support member 151 includes a first support member 152 formed in a ring shape and a second support member 153 for supporting the first support member 152, and is attached to the base saddle 61 'of the support member drive unit 55'. It is rotatably held by the rotation holding member 160 provided.
[0069]
The first support member 152 is made of a resin material such as POM, PPS, or PEEK, or an alumina ceramic, or the like. It is formed in a ring shape surrounding the periphery of. The second support member 153 is formed in a ring shape surrounding the periphery of the chuck 21, and the first support member 152 is mounted on the second support member 153 using the support member mounting screw 154, and the second support member 153 is formed. Support the first support member 152.
[0070]
A cam follower 155 is attached to the inner peripheral portion of the second support member 153 as a rotational force transmitting portion, and engages with a cam engagement hole 21 a provided in the chuck 21 to form the second support member 153, that is, a support member. The member 151 rotates together with the chuck 21 and the wafer W. A ring-shaped ring cover 156 is attached to the upper outside of the second support member 153 so as to cover the upper surface of the rotation holding member 160.
[0071]
The rotation holding member 160 is formed in a ring shape surrounding the periphery of the support member 151, and is rotatably held using a needle bearing 161 and a ball bearing 162. The upper right side of the rotation holding member 160 is mounted and fixed to a plate 164 fixed to the upper portion of the base saddle 61 'using a holding member mounting screw 163, and the rotation holding member 160 (that is, the support member 151) is mounted on the base. It can move up and down together with the saddle 61 '.
[0072]
As a result, when the support member 151 is driven upward by the support member driving unit 55 'during polishing of the wafer W in the first polishing zone Z2, the upper surface of the support member 151 comes into contact with the protruding portion DS of the polishing surface PS. The support member 151 supports the polishing pad 32 and the first polishing head 31 while rotating together with the wafer W (the chuck 21). With this configuration, since the support member 151 (and the ring cover 156) rotates together with the wafer W, the abrasive discharged to the outside of the wafer W by the centrifugal force and reaching the support member 151 further transfers the abrasive to the support member 151 (and Since the gas is smoothly discharged to the outside of the support member 151 (and the ring cover 156) by the rotational centrifugal force of the ring cover 156), improvement in the uniformity of polishing can be expected.
[0073]
Next, a second embodiment of the first support device will be described with reference to FIG. The first support device 100 according to the second embodiment includes a support member 101 that can abut on the protruding portion DS of the polishing surface PS, and a vertically movable movable support member 101 (toward the protruding portion DS of the polishing surface PS). And a control device (not shown) for controlling the operation of the support member driving unit 105 that can drive the support member 101 upward (to the protruding portion DS of the polishing surface PS). It is mainly composed of
[0074]
The support member 101 is made of a resin material such as POM, PPS, PEEK, or the like, or an alumina ceramic or the like, and the top surface is an extremely flat finished surface capable of contacting the protruding portion DS of the polished surface PS. Are formed in a block shape, which is a curved surface having a circular arc shape in plan view according to the shape of the outer peripheral portion of the wafer W. Then, when the support member 101 is driven upward by the support member drive unit 105 during polishing of the wafer W in the first polishing zone Z2 and moves upward, the upper surface abuts on the protruding portion DS of the polishing surface PS, and the polishing pad 32 and The first polishing head 31 is supported.
[0075]
The support member 101 is attached to the base saddle 111 of the support member drive unit 105 using a support member attachment screw (not shown), similarly to the support member 51 in the first embodiment. A relief hole 102 is formed on the lower surface side of the support member 101 so that the ball screw 125 does not interfere with the support member 101.
[0076]
The support member driving unit 105 includes a support member holding unit 110 that holds the support member 101 movably up and down, a motor drive unit 120 that can drive the support member 101 upward, and a housing 106 that houses these. Mainly composed.
[0077]
The support member holding section 110 includes a base saddle 111 to which the support member 101 is attached, and a linear guide 116 to which the base saddle 111 is vertically movably attached. The base saddle 111 is formed in the shape of an inverted L-shaped plate using a metal material, and the support member 101 is attached to the upper surface. A ball screw mounting portion 112 is formed on an upper portion of the base saddle 111, and a moving sleeve 127 of the ball screw 125 is mounted thereon.
[0078]
The linear guide 116 includes a vertically extending guide rail 117 attached to an inner portion of the housing 106, and a block 118 attached to the guide rail 117 so as to be slidable up and down. Is fixedly mounted. As a result, the base saddle 111 is attached to the linear guide 116 so as to be vertically movable, so that the support member 101 attached to the base saddle 111 can be vertically moved.
[0079]
A waterproof diaphragm 119 is attached across the upper part of the base saddle 111 and the upper part of the housing 106 so as to close a gap between the base saddle 111 and the housing 106. The waterproof diaphragm 119 is a molded rubber sheet, and is attached and fixed to the upper portion of the base saddle 111 and the housing 106 by using a diaphragm fixing screw 119a. Accordingly, it is possible to prevent the abrasive or the like from entering the housing 106 regardless of the vertical movement of the support member 101.
[0080]
The motor driver 120 includes a servo motor 121 and a ball screw 125 connected to the servo motor 121 via a coupling 123. The ball screw 125 includes a vertically extending ball screw shaft 126 fixed to the housing 106 via the support unit 124, and a moving sleeve 127 attached to the ball screw shaft 126. The moving sleeve 127 is rotated with the rotation of the ball screw shaft 126. It is configured to move up and down.
[0081]
The ball screw shaft 126 is connected to the motor shaft 122 of the servo motor 121 via the coupling 122 so that the rotational driving force of the motor shaft 122 is transmitted. The moving sleeve 127 is attached to the ball screw attaching portion 112 of the base saddle 111, and the base saddle 111 moves up and down together with the moving sleeve 127. Thereby, the base saddle 111 and the support member 101 move up and down by the rotational drive of the servomotor 121 (motor shaft 122).
[0082]
The control device (not shown) has the same configuration as the control device 90 in the first embodiment, and thus a detailed description is omitted. However, the main control unit (not shown) of the second embodiment is configured to output a motor drive (and stop) signal to the servo motor 121 of the support member drive unit 105 (motor drive unit 120). Further, the driving force calculation unit (not shown) of the second embodiment calculates the area of the protruding portion DS and the pressing force per unit area of the (desired) supporting member 101 with respect to the protruding portion DS set by the operator. Based on this, the required driving force of the support member driving unit 105 is calculated.
[0083]
The operation of the first support device 100 having such a configuration will be described below. First, the head driving device (not shown) of the first pad holding device 3 is operated to bring the polishing surface PS of the polishing pad 32 to a predetermined position (specified by an operator) protruding from the right peripheral portion of the surface WS to be polished. Then, the first polishing head 31 is moved (oscillated).
[0084]
Next, a driving force calculation unit (not shown) of the control device calculates a relative position L of the polishing pad 32 (first polishing head 31) with respect to the wafer W detected by the pad position detection unit (not shown). Then, the area of the protruding portion DS on the polishing surface PS is calculated. Further, the driving force calculation unit calculates the driving force of the supporting member driving unit 105 based on the area of the protruding portion DS and the pressing force per unit area of the (desired) protruding portion DS of the supporting member 101 set by the operator. The required driving force for the support member 101 is calculated and output to the main control unit.
[0085]
Subsequently, the main control unit (not shown) of the control device outputs a motor drive signal to the pulse motor 121 of the support member drive unit 105 (motor drive unit 120) so that the required drive force acts on the support member 101. Then, the support member 101 is moved upward. At this time, the base saddle 111 and the support member 101 move upward by the rotational drive of the servo motor 121 based on the motor drive signal.
[0086]
Next, when the support member 101 moves upward by receiving the required driving force of the support member drive unit 105, the main control unit (not shown) outputs a motor stop signal to the pulse motor 121 to stop the pulse motor 121. Then, the support member 101 is fixed using the electromagnetic servo lock of the pulse motor 121. That is, the electromagnetic servo lock of the pulse motor 121 functions as the support member fixing portion in the present invention. Then, the first polishing head 31 is moved downward by the operation of the head driving device (not shown), and polishing is performed. At this time, the support member 101 comes into contact with the protruding portion DS of the polishing surface PS of the polishing pad 32, and the polishing pad 32 and the first polishing head 31 are supported by the support member 101.
[0087]
As a result, the pressing force per unit area of the protruding portion DS of the support member 101 can be set to a desired value, so that the pad crushing amount of the portion of the polishing surface PS that comes into sliding contact with the vicinity of the outer peripheral portion of the wafer is stabilized. In addition, the processing profile near the outer peripheral portion of the wafer is improved, and the edge exclusion can be reduced.
[0088]
Further, a modified example of the operation of the first support device 100 in the second embodiment will be described below. First, an operator sets a desired pressing force per unit area with respect to the protruding portion DS of the support member 101.
[0089]
Next, a driving force calculation unit (not shown) of the control device calculates a relative position L of the polishing pad 32 (first polishing head 31) with respect to the wafer W detected by the pad position detection unit (not shown). Then, the area of the protruding portion DS on the polishing surface PS is calculated. Further, the driving force calculation unit calculates the driving force of the supporting member driving unit 105 based on the area of the protruding portion DS and the pressing force per unit area of the (desired) protruding portion DS of the supporting member 101 set by the operator. The required driving force for the support member 101 is calculated and output to the main control unit.
[0090]
Subsequently, the main control unit (not shown) of the control device outputs a motor drive signal to the pulse motor 121 of the support member drive unit 105 (motor drive unit 120) so that the required drive force acts on the support member 101. Then, the support member 101 is moved upward. At this time, the base saddle 111 and the support member 101 move upward by the rotational drive of the servo motor 121 based on the motor drive signal.
[0091]
When the support member 101 moves upward by receiving a required driving force of the support member drive unit 105, the first polishing head 31 moves downward by the operation of a head driving device (not shown), and polishing is performed. At this time, the support member 101 comes into contact with the protruding portion DS of the polishing surface PS on the polishing pad 32, and the polishing pad 32 and the first polishing head 31 are supported by the support member 101. ) Indicates the operation of the support member drive unit 105 (in accordance with the change in the area of the protruding portion DS) such that the pressing force per unit area of the (desired) protruding portion DS of the support member 101 set by the operator is obtained. Required driving force).
[0092]
As a result, the pressing force per unit area of the protruding portion DS of the support member 101 can be set to a desired value, so that the pad crushing amount of the portion of the polishing surface PS that comes into sliding contact with the vicinity of the outer peripheral portion of the wafer is stabilized. In addition, the processing profile near the outer peripheral portion of the wafer is improved, and the edge exclusion can be reduced.
[0093]
In each of the above embodiments, the case where the polishing apparatus is used in the polishing apparatus in which the polishing pad 32 is disposed above the wafer W as shown in FIG. 1 has been described. However, in the present invention, the wafer is disposed above the polishing pad. It can also be used for a polishing apparatus having the configuration described above.
[0094]
Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process. When the semiconductor manufacturing process is started, first, in step S200, an appropriate processing step is selected from the following steps S201 to S204, and the process proceeds to any one of the steps.
[0095]
Here, step S201 is an oxidation step of oxidizing the surface of the wafer. Step S202 is a CVD process for forming an insulating film or a dielectric film on the wafer surface by CVD or the like. Step S203 is an electrode forming step of forming electrodes on the wafer by vapor deposition or the like. Step S204 is an ion implantation step of implanting ions into the wafer.
[0096]
After the CVD step (S202) or the electrode forming step (S203), the process proceeds to step S205. Step S205 is a CMP process. In the CMP process, the polishing apparatus according to the present invention performs planarization of an interlayer insulating film, polishing of a metal film on the surface of a semiconductor device, polishing of a dielectric film, and the like, and a damascene process may be applied.
[0097]
After the CMP step (S205) or the oxidation step (S201), the process proceeds to step S206. Step S206 is a photolithography step. In this step, a resist is applied to the wafer, a circuit pattern is printed on the wafer by exposure using an exposure apparatus, and the exposed wafer is developed. Further, the next step S207 is an etching step of removing portions other than the developed resist image by etching, removing the resist, and removing unnecessary resist after etching.
[0098]
Next, it is determined in step S208 whether all necessary steps have been completed. If not, the process returns to step S200, and the previous steps are repeated to form a circuit pattern on the wafer. If it is determined in step S208 that all steps have been completed, the process ends.
[0099]
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, since the polishing apparatus according to the present invention is used in the CMP process, the yield of the CMP process is improved. Thus, there is an effect that a semiconductor device can be manufactured at a lower cost than a conventional semiconductor device manufacturing method. The polishing apparatus according to the present invention may be used in a CMP step of a semiconductor device manufacturing process other than the semiconductor device manufacturing process. Further, a semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to the present invention is manufactured at a high yield, and is a low-cost semiconductor device.
[0100]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pressing force per unit area to the protruding portion of the support member can be set to a desired value. The crushing amount is stabilized, the processing profile near the outer peripheral portion of the wafer is improved, and the edge exclusion can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view schematically showing the vicinity of an index table of a polishing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along an arrow II-II in FIG. 1 and a diagram schematically showing a control system of the polishing apparatus.
FIG. 3 is a plan view of a first support device included in the polishing apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along arrows IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a sectional view taken along an arrow VV in FIG. 4;
FIG. 6 is a sectional view taken along arrows VI-VI in FIG.
FIG. 7 is a plan view showing a state in which the area of the protruding portion changes in the order of (a) and (b).
FIG. 8 is a cross-sectional view of a first support device according to the second embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device according to the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing a modification of the support member.
FIG. 11 is a sectional view taken along arrows XI-XI in FIG. 10;
FIG. 12 is a graph showing an example of a relationship between a relative position (Over Hang) of a polishing pad with respect to a wafer and an area (Area) of a protruding portion.
[Explanation of symbols]
5a First support device
32 polishing pad
51 Supporting member
55 Supporting member drive unit
80 Support member fixing part
90 Control device
91 Main control unit
92 Driving force calculator
93 Pad position detector
100 first support device (second embodiment)
101 Supporting member (second embodiment)
105 Supporting Member Driving Unit (Second Embodiment)
151 Supporting Member (Modified Example)
152 first support member
153 second support member
W wafer (object to be polished)
L relative position
DS protruding surface
PS polished surface
WS Polished surface

Claims

A polishing pad member having a polishing surface for polishing a surface to be polished of a polishing object,
A support member that supports the polishing pad member by contacting the protruding portion of the polishing surface that protrudes from the outer peripheral portion of the surface to be polished during polishing,
In a polishing apparatus for polishing the polished surface while relatively moving the polished surface in contact with the polished surface,
A support for supporting the supporting member reciprocally toward the protruding portion of the polishing surface, driving the support member toward the protruding portion of the polishing surface, and pressing the supporting member against the protruding portion of the polishing surface. A member driving unit;
The protrusion of the polishing surface of the support member according to the area of the protruding portion of the polishing surface, or the relative position of the polishing pad member to the object to be polished within the surface of the polishing surface or the surface of the surface to be polished. Control means for controlling the support member drive unit so that the pressing force on the portion becomes a desired value.

A pad position detection unit that detects a relative position of the polishing pad member with respect to the object to be polished in the surface of the polishing surface or the surface of the surface to be polished,
The control means calculates the area of the protruding portion of the polishing surface based on the relative position of the polishing pad member, and calculates the area of the protruding portion of the polishing surface and the calculated protruding portion of the polishing surface of the support member. The method according to claim 1, wherein a required driving force of the supporting member driving unit is calculated based on a pressing force per unit area, and the supporting member driving unit is controlled so as to obtain the required driving force. The polishing apparatus according to the above.

The polishing apparatus according to claim 1, wherein a diameter of the polishing pad member is smaller than a diameter of the object to be polished.

The polishing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a support member fixing portion for fixing the support member.

The polishing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the support member drive unit operates using air pressure.

The support member has a ring shape, and is disposed so as to surround the object to be polished,
The polishing apparatus according to claim 1, further comprising a rotation mechanism configured to rotate the support member in accordance with the rotation of the object to be polished.

The object to be polished is a semiconductor wafer,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of flattening a surface of the semiconductor wafer using the polishing apparatus according to claim 1.

A semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to claim 7.