JP2022126248A - 研磨装置および研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、研磨ヘッドの押圧力の複雑な制御を必要とせず、ワークピースの膜厚プロファイルに対応して研磨対象部分を精度よく研磨することができる研磨装置を提供する。【解決手段】研磨装置１は、研磨面１３ａを有する研磨パッド１３を支持するための研磨テーブル１２と、ワークピースＷを研磨面１３ａに押し付ける研磨ヘッド１１を備え、研磨ヘッド１１は、ワークピースＷを研磨面１３ａに押し付けるための第１圧力室８０を形成する第１弾性膜３６を有しており、第１弾性膜３６は、ワークピースＷの膜厚プロファイルに対応した表面形状を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、研磨レートを部分的に変化させてウェーハ、基板、パネルなどのワークピースを研磨するための研磨装置および研磨方法に関する。

化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）は、シリカ（ＳｉＯ_２）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッドの研磨面上に供給しつつワークピースを研磨面に摺接させて研磨を行う技術である。ＣＭＰ工程では、ワークピースの表面を形成する膜を研磨して、膜厚を均一化するために行われる。例えば、ＣＭＰ工程において、部分的に研磨不足や過研磨が生じた場合には、ワークピース全面に亘って膜厚が均一になるように、さらにＣＭＰ工程を実施して部分的にワークピースを研磨することが求められている。

ワークピースを部分的に研磨する方法として、膜厚プロファイルに対応してワークピースの各領域を研磨面に押圧する押圧力を調整する技術（特許文献１参照）や、研磨ヘッドに設けられた各圧電素子に異なる電圧を供給することで研磨ヘッドの面内圧力分布を調整する技術（特許文献２参照）が知られている。

特開２００５－１１９７７号公報 特開２０００－６００２号公報

しかしながら、ワークピースの膜厚プロファイルが複雑である場合などに、膜厚プロファイルに応じて研磨ヘッドの押圧力を精密に調整することは容易ではない。

そこで、本発明は、研磨ヘッドの押圧力の複雑な制御を必要とせず、ワークピースの膜厚プロファイルに対応して研磨対象部分を精度よく研磨することができる研磨装置および研磨方法を提供することを目的とする。

一態様では、ワークピースを研磨するための研磨装置であって、研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、前記ワークピースを前記研磨面に押し付ける研磨ヘッドを備え、前記研磨ヘッドは、前記ワークピースを前記研磨面に押し付けるための第１圧力室を形成する第１弾性膜を有しており、前記第１弾性膜は、前記ワークピースを研磨する前に前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した表面形状を有している、研磨装置が提供される。
一態様では、前記研磨装置は、前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した表面形状を有する変形面形成部を有するプロファイルステージと、前記研磨ヘッドを前記研磨テーブルと前記プロファイルステージとの間を移動させる研磨ヘッド移動装置をさらに備え、前記研磨ヘッドは、前記第１弾性膜の表面形状を固定する第１ロック機構を有しており、前記研磨装置は、前記研磨ヘッドが前記プロファイルステージに位置するときに、前記研磨ヘッドを前記変形面形成部に対して押し付けるように構成されている。

一態様では、前記研磨ヘッドは、前記第１弾性膜を覆う第２弾性膜をさらに備えており、前記第１弾性膜と前記第２弾性膜との間には第２圧力室が形成されている。
一態様では、前記第１圧力室内の圧力は、前記第２圧力室内の圧力よりも大きい。
一態様では、前記研磨ヘッドは、前記第１弾性膜の裏側に連結された複数の第１ロッドをさらに備えており、前記第１ロック機構は、前記複数の第１ロッドの位置を固定することにより前記第１弾性膜の表面形状を固定するように構成されている。

一態様では、前記プロファイルステージは、押圧具と、前記押圧具を前記変形面形成部の表面に押し付ける押圧具押し付け装置と、前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した前記変形面形成部の前記表面形状を形成するように前記押圧具押し付け装置の動作を制御する押圧具制御部を備えている。
一態様では、前記変形面形成部は、複数のステージヘッドを備えており、前記プロファイルステージは、前記複数のステージヘッドに連結された複数の第２ロッドと、前記複数の第２ロッドの位置を固定する第２ロック機構をさらに備え、前記複数のステージヘッドおよび前記複数の第２ロッドは一体に移動可能である。

一態様では、ワークピースを研磨する研磨方法であって、研磨ヘッドの第１弾性膜によって形成された第１圧力室内を加圧しながら、前記研磨ヘッドによって前記ワークピースを研磨面に押し付けて前記ワークピースを研磨する工程を含み、前記第１弾性膜は、前記ワークピースを研磨する前に前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した表面形状を有する、研磨方法が提供される。
一態様では、前記ワークピースを研磨する前に、前記第１圧力室内を加圧することで、前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した表面形状を有する変形面形成部に対して前記研磨ヘッドを押し付け、前記変形面形成部の前記表面形状に沿って変形した前記第１弾性膜の表面形状を固定する工程をさらに含む。

一態様では、前記研磨ヘッドは、前記第１弾性膜を覆う第２弾性膜をさらに備えており、前記ワークピースを研磨する工程において、前記第１圧力室内を加圧するとともに、前記第１弾性膜と前記第２弾性膜との間に形成された第２圧力室内を加圧する。
一態様では、前記第１圧力室内の圧力は、前記第２圧力室内の圧力よりも大きい。
一態様では、前記第１弾性膜の裏側は、複数の第１ロッドに接続されており、前記複数の第１ロッドの位置を固定することにより前記第１弾性膜の表面形状を固定する。

一態様では、前記研磨ヘッドを前記変形面形成部に対して押し付ける前に、押圧具を前記変形面形成部の表面に対して押し付けることにより、前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した前記変形面形成部の前記表面形状を形成する工程をさらに含む。
一態様では、前記変形面形成部は、複数のステージヘッドを備えており、前記複数のステージヘッドは、複数の第２ロッドに連結されており、前記押圧具を前記変形面形成部の表面に対して押し付けたときに、前記複数のステージヘッドおよび前記複数の第２ロッドは一体に移動し、前記複数の第２ロッドの位置を固定することにより前記変形面形成部の前記表面形状を固定する。
一態様では、前記研磨ヘッドを前記変形面形成部に対して押し付ける前に、前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した前記変形面形成部の前記表面形状を３Ｄプリンタにより形成する工程をさらに含む。

本発明によれば、ワークピースの膜厚プロファイルに対応した形状を有する弾性膜を備えた研磨ヘッドによって、ワークピースを研磨面に押し付けて研磨することにより、研磨レートを部分的に変化させてワークピースを精度よく研磨することができる。

研磨装置の一実施形態を模式的に示す平面図である。 図１に示す研磨ユニットの斜視図である。 研磨ヘッドの断面図である。 研磨ヘッドの一部の構成を示す分解斜視図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、第１ロック機構３２の動作を説明する図である。 プロファイルステージの平面図である。 プロファイルステージの断面図である。 押圧具が変形面形成部の中央を押し付けているときのプロファイルステージの断面図である。 押圧具が変形面形成部の端部を押し付けて傾動させているときのプロファイルステージの断面図である。 部分研磨前のワークピースの膜厚プロファイルを説明する図である。 図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、変形面形成部の表面形状に沿って第１弾性膜を変形させる工程を説明する図である。 図１２（ａ）乃至図１２（ｃ）は、図１１（ｂ）の続きの工程を説明する模式図である。 図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）は、変形させた第１弾性膜によってワークピースを研磨する工程を説明する模式図である。 図１４（ａ）は、３Ｄプリンタを用いて変形面形成部の表面形状を形成する様子を説明する模式図である。図１４（ｂ）は、変形面形成部を交換する様子を説明する模式図である。 ワークピースを研磨する工程の一例を説明するフローチャートである。 図１５の続きのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、研磨装置１の一実施形態を模式的に示す平面図である。図２は、図１に示す研磨ユニット１０の斜視図である。研磨装置１は、ウェーハ、基板、パネルなどのワークピースＷを部分的に研磨するための装置である。ワークピースＷは、円形に限らず四角形状や他の形状であってもよい。研磨装置１は、ワークピースＷを研磨する研磨ユニット１０、研磨ヘッド１１を移動させる研磨ヘッド移動装置２０、ワークピースＷの膜厚プロファイルに対応した表面形状に沿って研磨ヘッド１１を変形させるためのプロファイルステージ５０、およびワークピースＷの受け渡しを行う受け渡しステージ７０を備えている。

図２に示すように、研磨ユニット１０は、研磨パッド１３を支持する研磨テーブル１２と、ワークピースＷを研磨パッド１３に押し付ける研磨ヘッド１１と、研磨テーブル１２を回転させるテーブルモータ１４と、研磨パッド１３上に研磨液を供給するための研磨液供給ノズル１５を備えている。

研磨ヘッド１１は、研磨ヘッド移動装置２０のヘッドシャフト２１およびヘッドアーム２２によって矢印で示す方向に回転可能に支持されている。研磨ヘッド１１はその下面にワークピースＷを保持できるように構成されている。ヘッドシャフト２１は、ヘッドアーム２２内に配置された昇降装置（図示せず）により、ヘッドアーム２２に対して相対的に上昇および下降されるように構成されている。したがって、ヘッドシャフト２１に固定された研磨ヘッド１１の位置は、上記昇降装置により上下方向に移動させることができる。

ヘッドアーム２２は、旋回可能に支柱軸２２ａによって支持されており、図示しないモータによりヘッドアーム２２は支柱軸２２ａを中心に旋回することが可能である。このヘッドアーム２２の旋回動作により、研磨ヘッド１１は、ワークピースＷの研磨を行う研磨位置と、プロファイルステージ５０（図１参照）と、受け渡しステージ７０（図１参照）との間で移動する。図１では、研磨ユニット１０、プロファイルステージ５０、受け渡しステージ７０の順で配置されているが、これらの位置は特に限定されない。例えば、プロファイルステージ５０と受け渡しステージ７０の位置が逆に配置されてもよい。

研磨テーブル１２はテーブルモータ１４に連結されており、テーブルモータ１４は研磨テーブル１２および研磨パッド１３を矢印で示す方向に回転させるように構成されている。研磨パッド１３の上面は、ワークピースＷを研磨する研磨面１３ａを構成する。

研磨ユニット１０は、ワークピースＷの膜厚を測定する膜厚センサ１６を備えている。膜厚センサ１６の構成は特に限定されないが、渦電流センサまたは光学式膜厚センサが使用される。膜厚センサ１６は研磨テーブル１２に取り付けられており、研磨テーブル１２および研磨パッド１３とともに一体に回転する。膜厚センサ１６の位置は、研磨テーブル１２および研磨パッド１３が一回転するたびに研磨パッド１３上のワークピースＷの表面を横切る位置である。

研磨ユニット１０の動作は、動作制御部１００によって制御される。動作制御部１００は、研磨ヘッド１１、テーブルモータ１４、研磨液供給ノズル１５、膜厚センサ１６、および研磨ヘッド移動装置２０に電気的に接続されている。研磨ヘッド１１、テーブルモータ１４、研磨液供給ノズル１５、膜厚センサ１６、および研磨ヘッド移動装置２０の動作は動作制御部１００によって制御される。

動作制御部１００は、少なくとも１台のコンピュータから構成される。動作制御部１００は、プログラムを格納した記憶装置１００ａと、プログラムに含まれている命令に従って演算を行う演算装置１００ｂを備えている。演算装置１００ｂは、記憶装置１００ａに格納されているプログラムに含まれている命令に従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）またはＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）などを含む。記憶装置１００ａは、演算装置１００ｂがアクセス可能な主記憶装置（例えばランダムアクセスメモリ）と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置（例えば、ハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブ）を備えている。ただし、動作制御部１００の具体的構成は、本実施形態に限定されない。

ワークピースＷは次のようにして研磨される。研磨テーブル１２および研磨ヘッド１１を図２の矢印で示す方向に回転させながら、研磨液供給ノズル１５から研磨液が研磨テーブル１２上の研磨パッド１３の研磨面１３ａに供給される。ワークピースＷは、研磨ヘッド１１によって回転されながら、研磨パッド１３上に研磨液が存在した状態で、研磨ヘッド１１によって研磨パッド１３の研磨面１３ａに押し付けられる。ワークピースＷの表面は、研磨液の化学的作用と、研磨液に含まれる砥粒および／または研磨パッド１３の機械的作用により研磨される。研磨終点は、膜厚センサ１６によるワークピースＷの膜厚の測定結果に基づいて、動作制御部１００によって決定される。

次に、研磨ヘッド１１の詳細について説明する。図３は、研磨ヘッド１１の断面図である。図４は研磨ヘッド１１の一部の構成を示す分解斜視図である。研磨ヘッド１１は、ヘッド本体３０とリテーナリング３３を備えている。ヘッド本体３０は、ヘッドシャフト２１に連結されたヘッド基部３１、ヘッド基部３１の下部に固定されたキャリア３５、キャリア３５に取り付けられた第１弾性膜３６、第１弾性膜３６を覆う第２弾性膜３７、第１弾性膜３６に接続された第１ロック機構３２を備えている。第１ロック機構３２は、ヘッド基部３１に取り付けられた第１プレートアクチュエータ３９と、第１プレートアクチュエータ３９に接続された第１ロックプレート３８を備えている。第１ロックプレート３８は、研磨ヘッド１１の内部空間１７内に上下動可能に配置されている。本実施形態では、第１プレートアクチュエータ３９はエアシリンダから構成されているが、第１プレートアクチュエータ３９の具体的構成は特に限定されない。一実施形態では、第１プレートアクチュエータ３９はボールねじとサーボモータの組み合わせから構成されてもよい。

研磨ヘッド１１は、第１弾性膜３６の裏側に連結された複数の第１ロッド３６ａをさらに備えている。図４に示すように、複数の第１ロッド３６ａは、等間隔に配置されており、第１弾性膜３６の裏側全体に分布している。第１弾性膜３６と複数の第１ロッド３６ａは一体構造体であってもよい。複数の第１ロッド３６ａは、キャリア３５に設けられた複数の通孔３５ａおよび第１ロックプレート３８に設けられた複数の孔３８ａに挿入されている。各通孔３５ａおよび各孔３８ａの直径は、各第１ロッド３６ａの直径よりも大きい。したがって、複数の第１ロッド３６ａおよび第１弾性膜３６は、キャリア３５および第１ロックプレート３８に対して一体に相対移動可能である。第１弾性膜３６、複数の第１ロッド３６ａ、および第２弾性膜３７は、例えばシリコーンゴム等の強度および耐久性に優れた柔軟なゴム材から構成されてもよい。

図３に示すように、流体ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５は、流体供給源（図示せず）に接続されている。流体ラインＦ１は、ヘッド基部３１を貫通して延びており、研磨ヘッド１１の内部空間１７を通じて第１圧力室８０に連通している。第１圧力室８０は、キャリア３５と第１弾性膜３６との間に形成されている。キャリア３５に設けられた複数の通孔３５ａおよび第１ロックプレート３８に設けられた孔３８ａには、複数の第１ロッド３６ａが挿入されている。

キャリア３５および第１ロックプレート３８は、同じ位置に流体通路３５ｂ，３８ｂをそれぞれ有している。流体通路３５ｂはキャリア３５を貫通して延び、流体通路３８ｂは第１ロックプレート３８を貫通して延びている。流体通路３５ｂ，３８ｂは、研磨ヘッド１１の内部空間１７を通じて流体ラインＦ１に連通しており、さらに第１圧力室８０にも連通している。加圧流体（例えば、加圧空気などの加圧気体）は、流体ラインＦ１を通じて研磨ヘッド１１内に供給され、空間１７および流体通路３５ｂ，３８ｂを通じて第１圧力室８０内に供給される。加圧流体は、第１圧力室８０を加圧し、第１弾性膜３６を下方に押し下げる。このように、流体ラインＦ１から供給された加圧流体は、第１圧力室８０を加圧することができる。

流体ラインＦ２は、ヘッド基部３１およびキャリア３５を貫通して延びており、第１弾性膜３６と第２弾性膜３７との間に形成される第２圧力室８１に連通している。加圧流体（例えば、加圧空気などの加圧気体）は、流体ラインＦ２を通じて第２圧力室８１内に供給され、第２圧力室８１を加圧することができる。流体ラインＦ１および流体ラインＦ２には、圧力レギュレータＲ１，Ｒ２がそれぞれ設けられている。圧力レギュレータＲ１，Ｒ２は、第１圧力室８０内の圧力と第２圧力室８１内の圧力を独立して調整することができる。

流体ラインＦ３，Ｆ４は、第１プレートアクチュエータ３９に接続されている。より具体的には、流体ラインＦ３は第１プレートアクチュエータ３９の第１流体室３９ａに連通し、流体ラインＦ４は第１プレートアクチュエータ３９の第２流体室３９ｂに連通している。第１流体室３９ａと第２流体室３９ｂは、ピストン３９ｃで仕切られている。加圧流体（例えば、加圧空気などの加圧気体）を流体ラインＦ３を通じて第１流体室３９ａに供給すると、第１プレートアクチュエータ３９は第１ロックプレート３８を下降させ、複数の第１ロッド３６ａの位置を固定することができるように構成されている。詳細は後述するが、複数の第１ロッド３６ａの位置を固定することで、第１弾性膜３６の表面形状を固定することができる。加圧流体（例えば、加圧空気などの加圧気体）を流体ラインＦ４を通じて第２流体室３９ｂに供給すると、第１プレートアクチュエータ３９は第１ロックプレート３８を上昇させ、複数の第１ロッド３６ａの位置の固定を解除することができる。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、第１ロック機構３２の動作を説明する図である。第１ロックプレート３８は、下方に突出した逆円錐台形状のテーパー部３８ｃを有している。孔３８ａはテーパー部３８ｃの中央に位置している。キャリア３５は、テーパー部３８ｃの形状に対応した逆円錐台形状の窪み部３５ｃを有している。通孔３５ａは窪み部３５ｃの中央に位置している。テーパー部３８ｃと窪み部３５ｃは互いに対向している。第１ロックプレート３８は、第１プレートアクチュエータ３９によりキャリア３５に近接する方向およびキャリア３５から離れる方向に移動可能である。

図５（ａ）に示すように、第１ロックプレート３８がキャリア３５から離れているとき、通孔３５ａおよび孔３８ａ内を延びる第１ロッド３６ａは自由に移動可能である。図５（ｂ）に示すように、第１プレートアクチュエータ３９により第１ロックプレート３８がキャリア３５に押し付けられると、第１ロックプレート３８のテーパー部３８ｃは、キャリア３５の窪み部３５ｃに押し付けられる。テーパー部３８ｃは、窪み部３５ｃに沿って内側にわずかに変形し、これによりテーパー部３８ｃは第１ロッド３６ａを締め付ける。その結果、第１ロッド３６ａの上下方向の位置は固定される。このようにして、第１ロック機構３２は、第１ロッド３６ａの位置を固定することができる。第１ロックプレート３８は、変形しやすい材料（例えば、ＰＥＥＫなどのエンジニアリングプラスチック）で構成されてもよい。

図３に戻り、第２弾性膜３７の下面は、図２に示すワークピースＷを研磨パッド１３の研磨面１３ａに対して押し付けるワークピース押圧面３７ａを構成している。ワークピースＷの研磨中は、ワークピース押圧面３７ａはワークピースＷの裏面（研磨対象面とは反対側の面）に接触する。一実施形態では、第２弾性膜３７には複数の通孔（図示せず）が設けられている。第２圧力室８１に負圧が形成されると、ワークピースＷは第２弾性膜３７のワークピース押圧面３７ａに真空吸引により保持される。他の実施形態では、第２弾性膜３７には通孔が設けられていなくてもよい。この場合は、第２圧力室８１に負圧が形成されると、第２弾性膜３７が上方に窪むことで吸盤として作用して第２弾性膜３７のワークピース押圧面３７ａとワークピースＷとの間が真空状態となり、ワークピースＷが保持される。

リテーナリング３３は、ワークピースＷ（図３では図示せず）、第１弾性膜３６、および第２弾性膜３７を囲むように配置されている。より具体的には、リテーナリング３３は、第２弾性膜３７のワークピース押圧面３７ａを囲むように配置されている。リテーナリング３３の上部は、環状のリテーナリング押圧機構４０に連結されている。このリテーナリング押圧機構４０は、リテーナリング３３の上面の全体に均一な下向きの荷重を与え、リテーナリング３３の下面を図２に示す研磨パッド１３の研磨面１３ａに対して押圧するように構成されている。

リテーナリング押圧機構４０は、リテーナリング３３の上部に固定された連結部材４１と、連結部材４１に接続された環状の第３弾性膜４２と、第３弾性膜４２をヘッド基部３１に取り付ける取り付け部材４３を備えている。連結部材４１の具体的構成は特に限定されず、連結部材４１は、上側リテーナリングであってもよい。第３弾性膜４２の内部には第３圧力室４５が形成されている。この第３圧力室４５は流体ラインＦ５を通じて圧力レギュレータ（図示せず）に接続されている。

流体ラインＦ５は、取り付け部材４３を貫通して延びており、第３圧力室４５に連通している。第３圧力室４５に加圧流体（例えば、加圧空気などの加圧気体）が流体ラインＦ５を通じて供給されると、第３圧力室４５内の流体圧力を受けた第３弾性膜４２は、連結部材４１を下方に押し下げ、さらに、連結部材４１はリテーナリング３３の全体を下方に押し下げる。このようにして、リテーナリング押圧機構４０は、リテーナリング３３の下面を研磨パッド１３の研磨面１３ａに対して押圧する。

次に、プロファイルステージ５０の詳細について説明する。図６は、プロファイルステージ５０の平面図である。図７は、プロファイルステージ５０の断面図である。プロファイルステージ５０は、変形面形成部５２を有するステージ本体５１、変形面形成部５２を押圧するための押圧具６０、押圧具６０を変形面形成部５２の表面に押し付ける押圧具押し付け装置６１、および変形面形成部５２の表面形状をロックする第２ロック機構５４を備えている。

変形面形成部５２は、ステージ本体５１に支持されており、ステージ本体５１に対して相対的に上下方向に移動可能である。変形面形成部５２は、複数のステージヘッド５２ａを備えている。各ステージヘッド５２ａは円柱形状を有しているが、本発明はこれに限らず、例えば四角柱形状などの多角柱形状を有していてもよい。変形面形成部５２、すなわち複数のステージヘッド５２ａの集合は、上から見たときに略円形状を有しているが、本発明はこれに限らず、例えば四角形や多角形の形状を有していてもよい。変形面形成部５２の直径は、研磨対象のワークピースＷの直径と同じか、またはワークピースＷの直径よりも大きくてもよい。本実施形態では、変形面形成部５２は、複数のステージヘッド５２ａを備えているが、一実施形態では、変形面形成部５２は、変形可能な１つまたは複数の板状部材によって構成されてもよい。

複数のステージヘッド５２ａは、複数の第２ロッド５３にそれぞれ連結されており、複数の第２ロッド５３を介してステージ本体５１に取り付けられている。ステージヘッド５２ａに連結される第２ロッド５３の部分は球体となっており、ステージヘッド５２ａは第２ロッド５３に対して傾動可能となっている。複数の第２ロッド５３は、ステージ本体５１によって支持されており、ステージ本体５１に対して相対的に上下方向に移動可能である。したがって、各ステージヘッド５２ａおよび各第２ロッド５３は、一体に上下方向に移動する。

押圧具６０は、変形面形成部５２の上方に位置しており、押圧具押し付け装置６１に接続されている。変形面形成部５２の表面に沿った平面内で互いに垂直な２つの方向をＸ方向およびＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向をＺ方向とすると、押圧具押し付け装置６１は、Ｘ方向に押圧具６０を移動させるＸ方向移動機構６１Ａと、Ｙ方向に押圧具６０を移動させるＹ方向移動機構６１Ｂと、Ｚ方向に押圧具６０を移動させるＺ方向移動機構６１Ｃを備えている。Ｘ方向移動機構６１ＡおよびＹ方向移動機構６１Ｂは、一例として、リニアモータ式であってもよい。Ｚ方向移動機構６１Ｃは、一例として、図示しないボールねじおよび図示しないモータによって駆動するように構成されてもよい。押圧具押し付け装置６１は、その動作を制御する押圧具制御部６２に接続されている。押圧具制御部６２は、一実施形態では図２に示す動作制御部１００の一部として構成されてもよいし、別個に構成されてもよい。

第２ロック機構５４は、複数の弾性リング５６と第２ロックプレート５５を備えている。複数の弾性リング５６は、複数の第２ロッド５３の外周面をそれぞれ囲むように設けられている。弾性リング５６は、例えばＯリングである。第２ロックプレート５５は、複数の弾性リング５６の下方において、ステージ本体５１の内部空間を仕切っている。流体ラインＦ６は、流体供給源（図示せず）に接続されている。流体ラインＦ６は、ステージ本体５１を貫通して延びており、ステージ本体５１と第２ロックプレート５５によって形成された空間５９に連通している。複数の弾性リング５６は、ステージ本体５１の内面と第２ロックプレート５５との間に挟まれている。

流体ラインＦ６を通じて加圧流体（例えば、加圧空気などの加圧気体）が空間５９内に供給されると、空間５９が加圧されて、弾性リング５６が内側に変形し、第２ロッド５３を締め付ける。結果として、弾性リング５６は、第２ロッド５３の位置を固定することができる。第２ロック機構５４は、弾性リング５６で第２ロッド５３の位置を固定することにより、複数のステージヘッド５２ａおよび複数の第２ロッド５３のＺ方向の位置を固定して、変形面形成部５２の表面形状を固定することができる。弾性リング５６は、流体ラインＦ６を通じて加圧流体が供給されていない状態でも、第２ロッド５３に接触しているため、第２ロッド５３を保持することができる。

プロファイルステージ５０は、複数のステージヘッド５２ａおよび複数の第２ロッド５３を初期位置に戻すためのリセットプレート５７、およびリセットアクチュエータ５８をさらに備えている。リセットプレート５７は、ステージ本体５１の内部に配置され、かつ第２ロックプレート５５および複数の第２ロッド５３の下方に位置している。リセットアクチュエータ５８は、ステージ本体５１を貫通して、リセットプレート５７に接続されている。リセットアクチュエータ５８は、ステージ本体５１の下部に固定されてもよい。

本実施形態では、リセットアクチュエータ５８はエアシリンダから構成されているが、リセットアクチュエータ５８の具体的構成は特に限定されない。一実施形態では、リセットアクチュエータ５８はボールねじとサーボモータの組み合わせから構成されてもよい。

流体ラインＦ７，Ｆ８は、流体供給源（図示せず）およびリセットアクチュエータ５８に接続されている。より具体的には、流体ラインＦ７はリセットアクチュエータ５８の第１流体室５８ａに連通し、流体ラインＦ８はリセットアクチュエータ５８の第２流体室５８ｂに連通している。第１流体室５８ａと第２流体室５８ｂは、ピストン５８ｃで仕切られている。

流体ラインＦ６が大気開放にされた状態で、加圧流体（例えば、加圧空気などの加圧気体）を流体ラインＦ７を通じて第１流体室５８ａに供給すると、リセットアクチュエータ５８はリセットプレート５７を所定の位置まで押し上げる。このとき、第２ロッド５３が初期位置よりも下方に位置していると、リセットプレート５７はその第２ロッド５３を初期位置に戻すことができる。加圧流体（例えば、加圧空気などの加圧気体）を流体ラインＦ８を通じて第２流体室５８ｂに供給すると、リセットアクチュエータ５８はリセットプレート５７を下降させ、リセットプレート５７を第２ロッド５３から離す。この状態では、第２ロッド５３は、初期位置から下方に移動することができるが、第２ロッド５３と弾性リング５６との間で摩擦が生じているため第２ロッド５３は自重で落下することはない。

一実施形態では、プロファイルステージ５０は、複数のステージヘッド５２ａ間の隙間を埋めるために、変形面形成部５２表面の全体を覆う弾性シート（図示しない）を有してもよい。弾性シートが伸縮可能な材料により構成されている場合には、弾性シートは、複数のステージヘッド５２ａに接着しているか、またはステージヘッド５２ａと一体化した構成であってもよい。弾性シートによってステージヘッド５２ａ間の隙間を埋めることができる。

図８は、押圧具６０がステージヘッド５２ａの中央を押し付けているときのプロファイルステージ５０の断面図である。押圧具制御部６２は、Ｘ方向移動機構６１ＡおよびＹ方向移動機構６１Ｂによって、押圧具６０を変形面形成部５２の押圧位置に移動させる。さらに、押圧具制御部６２は、Ｚ方向移動機構６１Ｃによって、押圧具６０を変形面形成部５２の表面、すなわちステージヘッド５２ａの表面に押し付ける。押し付けられたステージヘッド５２ａは、そのステージヘッド５２ａに連結された第２ロッド５３と一体に下方に移動する。

図９は、押圧具６０がステージヘッド５２ａの端部を押し付けてステージヘッド５２ａを傾動させているときのプロファイルステージ５０の断面図である。図９に示すように、押圧具６０がステージヘッド５２ａの端部を押し付けると、ステージヘッド５２ａは押し付けられた方向に傾動する。このように、押圧具６０は、ステージヘッド５２ａを下方に移動させるだけでなく、ステージヘッド５２ａを傾動させることができる。押圧具制御部６２は、押圧具６０を変形面形成部５２の表面上で滑らせるようにＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向に移動させることにより、変形面形成部５２に滑らかな表面形状を形成することができる。

次に、プロファイルステージ５０において、研磨ヘッド１１の第１弾性膜３６に変形面形成部５２の表面形状を反映させる工程を説明する。本実施形態では、研磨対象のワークピースＷの膜厚を予め測定し、ワークピースＷの膜厚プロファイルを取得する。ワークピースＷの膜厚は、研磨ユニット１０に備えられた膜厚センサ１６で測定してもよいし、研磨ユニット１０とは別に設けられた膜厚測定装置で測定してもよい。

図１０は、部分研磨前のワークピースＷの膜厚プロファイルを説明する図である。部分研磨前のワークピースＷは非平坦部３を有している。非平坦部３はワークピースＷ面内の他の部分より膜厚が大きくなっており、ワークピースＷの研磨対象面２側に緩やかな勾配によって盛り上がりが形成されている。盛り上がりが形成されている非平坦部３の膜厚は数十～数百ｎｍであるため実際には視認できないが、図１０では説明のために誇張して示している。研磨装置１は、ワークピースＷ全体に亘って膜厚を均一化するために、ワークピースＷの研磨対象面２側の非平坦部３を研磨する。本発明の非平坦部３の形状は、上述した実施形態に限定されない。一実施形態では、非平坦部３はワークピースＷ面内の他の部分より膜厚が小さく、窪みが形成されていてもよいし、他の実施形態では、非平坦部３は盛り上がりと窪みの両方を有する形状であってもよい。

ワークピースＷの非平坦部３を研磨するために、研磨装置１は、ワークピースＷの研磨前に、研磨ヘッド１１の第１弾性膜３６を変形させ、第１弾性膜３６が変形した状態でワークピースＷを研磨する。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、変形面形成部５２の表面形状に沿って第１弾性膜３６を変形させる工程を説明する模式図である。図１２（ａ）乃至図１２（ｃ）は、図１１（ｂ）の続きの工程を説明する模式図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）、図１２（ａ）乃至図１２（ｃ）では、説明の簡略化のために研磨ヘッド１１およびプロファイルステージ５０の一部の構成を省略している。

図１１（ａ）は、変形面形成部５２を有するプロファイルステージ５０の上方に、研磨ヘッド１１が配置されている様子を示している。研磨ヘッド１１は、研磨ヘッド移動装置２０（図１、図２参照）によってプロファイルステージ５０の上方位置に移動する。変形面形成部５２には、押圧具制御部６２によって押圧具６０を変形面形成部５２の表面に対して押し付けることにより、ワークピースＷの膜厚プロファイルに対応した表面形状が予め形成されている。複数の弾性リング５６によって複数の第２ロッド５３の位置を固定することにより、変形面形成部５２に形成された表面形状は固定されている。本明細書において、ワークピースＷの膜厚プロファイルに対応した表面形状とは、研磨ヘッド１１でワークピースＷを研磨するときに、ワークピースＷの膜厚が大きい部分に高い圧力がかかるように面内圧力分布を生じさせるために、変形面形成部５２または第１弾性膜３６に形成される表面形状のことを示す。

研磨ヘッド１１の第１ロックプレート３８は第１プレートアクチュエータ３９（図３参照）によりキャリア３５から離されており、複数の第１ロッド３６ａの位置の固定は解除されている（複数の第１ロッド３６ａは自由に上下方向に移動できる）。図１１（ｂ）は、研磨ヘッド１１をプロファイルステージ５０の変形面形成部５２に接触するまで降下させる様子を示している。研磨ヘッド１１は、複数の第１ロッド３６ａのロックが解除された状態で、ヘッドシャフト２１（図２参照）に連結された昇降装置（図示せず）によって降下して第２弾性膜３７が変形面形成部５２の表面に接触する。

図１２（ａ）は、変形面形成部５２の表面形状に沿って第１弾性膜３６を変形させる様子を示している。流体ラインＦ１（図３参照）に加圧流体を供給することにより、キャリア３５と第１弾性膜３６との間の第１圧力室８０内が加圧される。第２圧力室８１内には加圧流体は供給しない。第１弾性膜３６および第２弾性膜３７は、第１圧力室８０内の加圧流体により下方に押し下げられて変形面形成部５２の表面に押し付けられる。その結果、第１弾性膜３６および第２弾性膜３７は、変形面形成部５２の表面形状に沿って変形する。

図１２（ｂ）は、変形した第１弾性膜３６の表面形状を固定する様子を示している。流体ラインＦ３（図３参照）に加圧流体を供給することにより、第１ロックプレート３８を降下させて、複数の第１ロッド３６ａの位置を固定する。これにより、第１弾性膜３６の表面形状を固定することができる。複数の第１ロッド３６ａの位置を固定した後は、第１圧力室８０の加圧を停止してもよい。

図１２（ｃ）は、第１弾性膜３６の表面形状が固定された状態で、研磨ヘッド１１を上昇させた図である。第２弾性膜３７は変形面形成部５２から離れ、第１弾性膜３６からも部分的に離れるが、第１弾性膜３６の表面形状は維持されている。

図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）は、変形させた第１弾性膜３６によってワークピースＷを研磨する工程を説明する模式図である。図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）では、説明の簡略化のために研磨ヘッド１１および研磨ユニット１０の一部の構成を省略している。図１３（ａ）は、研磨ヘッド１１がワークピースＷを保持する前の様子を示している。図１１（ａ）乃至図１２（ｃ）を参照して説明したように、研磨ヘッド１１の第１弾性膜３６を変形面形成部５２の表面形状に沿って変形させた後、研磨ヘッド移動装置２０（図１、図２参照）によって研磨ヘッド１１を受け渡しステージ７０の上方位置に移動させる。研磨対象のワークピースＷは、受け渡しステージ７０上に研磨対象面２が下を向くように載置されている。ワークピースＷの非平坦部３と、研磨ヘッド１１の第１弾性膜３６の変形させた部分が一致するように、受け渡しステージ７０上のワークピースＷおよび／または研磨ヘッド１１の向きを予め調整している。

図１３（ｂ）は、研磨ヘッド１１がワークピースＷを保持する様子を示している。ヘッドシャフト２１（図２参照）によって研磨ヘッド１１を降下させて、第２弾性膜３７をワークピースＷに押し付ける。第２弾性膜３７には、図示しない通孔が設けられており、第２圧力室８１に負圧が形成されると、ワークピースＷは第２弾性膜３７のワークピース押圧面３７ａに真空吸引により保持される。第２圧力室８１の吸引によって第１弾性膜３６の変形形状が低減されるため、ワークピースＷに大きなストレスがかかることはない。このとき、第１圧力室８０も吸引することで第１弾性膜３６の変形形状をさらに低減させることが可能である。一実施形態では、第２弾性膜３７には通孔が設けられていなくてもよい。この場合は、第２圧力室８１に負圧が形成されると、第２弾性膜３７が上方に窪むことで吸盤として作用して第２弾性膜３７のワークピース押圧面３７ａとワークピースＷとの間が真空状態となり、ワークピースＷが保持される。

図１３（ｃ）は、研磨ヘッド１１によってワークピースＷを研磨する様子を示している。ヘッドシャフト２１（図２参照）に連結された昇降装置（図示せず）によって研磨ヘッド１１を上昇させた後、ワークピースＷを保持したまま研磨ヘッド移動装置２０（図１、図２参照）によって研磨ヘッド１１を研磨テーブル１２（図１参照）の上方位置に移動させる。ワークピースＷは、研磨ヘッド１１によって回転されながら、研磨パッド１３上に研磨液が存在した状態で、研磨ヘッド１１によって研磨パッド１３の研磨面１３ａに押し付けられる。

ワークピースＷを研磨するときに、第１圧力室８０内および第２圧力室８１内をそれぞれ加圧する。第１圧力室８０内の圧力を第２圧力室８１内の圧力よりも大きくすることにより、第１弾性膜３６は、変形面形成部５２の表面形状に沿って変形した形状を保ちながら下方に押し下げられる。第１弾性膜３６の変形している部分によって、ワークピースＷの非平坦部３は高い研磨レートで研磨される。第２弾性膜３７は、第２圧力室８１内の加圧流体により下方に押し下げられて、ワークピースＷの裏面（研磨対象面とは反対側の面）の全体に接触する。第２弾性膜３７とワークピースＷの裏面全体との接触は、ワークピースＷが研磨ヘッド１１に対して相対的に回転してしまうことを防止することができる。すなわち、第２弾性膜３７は、研磨ヘッド１１とワークピースＷとの相対位置を維持する機能を有する。

上述した実施形態によれば、ワークピースＷの膜厚プロファイルに対応した形状を有する第１弾性膜３６を備えた研磨ヘッド１１によって、研磨ヘッド１１の押圧力の複雑な制御を必要とせず、ワークピースＷを部分的に精度よく研磨することができる。さらに、変形面形成部５２に都度膜厚プロファイルに対応した表面形状を形成することにより、様々な膜厚プロファイルを有するワークピースに対して適用可能である。

他の実施形態では、ワークピースＷの膜厚プロファイルに対応した表面形状を変形面形成部５２に形成する方法として、３Ｄプリンタを用いる。図１４（ａ）は、３Ｄプリンタを用いて変形面形成部５２の表面形状を形成する様子を説明する模式図である。本実施形態のプロファイルステージ５０は、ステージ本体９０、変形面形成部９１を備えている。変形面形成部９１は、ステージ本体９０の上に載置されている。ステージ本体９０には、複数の通孔９０ａが設けられており、複数の通孔９０ａは、図示しない流体ラインに連通している。ステージ本体９０の上に変形面形成部９１を載置した状態で、複数の通孔９０ａに負圧を形成することにより、ステージ本体９０に変形面形成部９１が吸着される。

変形面形成部９１は、基材層９２と、基材層９２に３Ｄプリンタによって形成される変形層９３を有している。３Ｄプリンタの３Ｄプリンタノズル９４は、３Ｄプリンタ制御部９５に接続されている。３Ｄプリンタ制御部９５は、ワークピースＷの膜厚プロファイルに対応した表面形状を形成するように３Ｄプリンタノズル９４から造形樹脂を吐出して、基材層９２の上に変形層９３を形成する。

変形層９３が形成された変形面形成部９１は、図１１（ａ）および図１１（ｂ）、図１２（ａ）乃至図１２（ｃ）を参照して説明した工程と同様に、変形面形成部９１の表面形状に沿って第１弾性膜３６を変形させる。さらに、図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）を参照して説明した工程と同様に、変形させた第１弾性膜３６によってワークピースＷを研磨する。

図１４（ｂ）は、変形面形成部９１を交換する様子を説明する模式図である。別の膜厚プロファイルに対応した表面形状を変形面形成部９１に形成するときは、ステージ本体９０から変形面形成部９１を取り外して、新たな基材層９２に図１４（ａ）を参照して説明したように、変形層９３を形成する。変形面形成部９１は、ステージ本体９０の複数の通孔９０ａにかかる負圧を解除すると着脱可能に構成されている。

図１５は、ワークピースＷを研磨する工程の一例を説明するフローチャートである。図１６は、図１５の続きのフローチャートである。
図１５に示すように、ステップＳ１０１では、ワークピースＷを研磨する。この研磨は、例えば、デバイス製造工程の一部としてのＣＭＰ工程であるが、本発明はこれに限らず、ステップＳ１０１は省略されてもよい。
ステップＳ１０２では、研磨後のワークピースＷの膜厚を測定する。ワークピースＷの膜厚は、研磨ユニット１０に備えられた膜厚センサ１６で測定してもよいし、研磨ユニット１０とは別個に設けられた膜厚測定装置で測定してもよい。

ステップＳ１０３では、膜厚監視部（図示せず）は、ワークピースＷの膜厚の測定結果に基づいて、修正が必要な膜厚の異常を検出する。この膜厚監視部は、図２に示す動作制御部１００またはプロファイルステージ５０の押圧具制御部６２として構成されてもよく、これらとは別個に構成されてもよい。ステップＳ１０１の研磨工程において、部分的に研磨不足や過研磨が生じた場合などに、膜厚の異常を検出する。
ステップＳ１０４では、膜厚監視部は、ワークピースＷの膜厚の測定結果に基づいて、ワークピースＷの膜厚プロファイルを作成する。
ステップＳ１０５では、膜厚監視部は、ワークピースＷの膜厚プロファイルに基づいて、研磨ヘッド１１の第１弾性膜３６に形成すべき形状を計算する。
ステップＳ１０６では、押圧具制御部６２は、ステップＳ１０５で計算された結果に基づいて、ワークピースＷの膜厚プロファイルに対応した表面形状を変形面形成部５２（または変形面形成部９１）に形成する。

ステップＳ１０７では、研磨ヘッド１１を研磨ヘッド移動装置２０によってプロファイルステージ５０に移動させ、変形面形成部５２（または変形面形成部９１）の表面形状に沿って第１弾性膜３６を変形させる。さらに変形した第１弾性膜３６の表面形状を第１ロック機構３２により固定する。
ステップＳ１０８では、研磨ヘッド１１を研磨ヘッド移動装置２０によって受け渡しステージ７０に移動させ、研磨対象のワークピースＷを保持する。
ステップＳ１０９では、ワークピースＷを保持した研磨ヘッド１１を研磨ヘッド移動装置２０によって研磨テーブル１２（図１参照）の上方位置に移動させる。

続いて、図１６に示すように、ステップＳ１１０では、第１加圧室８０内および第２加圧室８１内を加圧しながら、ワークピースＷを研磨する。
ステップＳ１１１では、動作制御部１００は、膜厚センサ１６によって測定された膜厚測定結果に基づいて、研磨終点を決定する。動作制御部１００は、ワークピースＷの研磨対象の部分が所望の膜厚に到達する時間を、予め設定した研磨レートから算出する。さらに、算出した時間を経過する前に膜厚センサ１６がワークピースＷ表面の研磨対象の部分を横切るように、研磨ヘッド１１および研磨テーブル１２の回転を制御する。これにより、ワークピースＷの研磨対象の部分が過研磨されることを防止する。
ステップＳ１１２では、ステップ１１１で決定された研磨終点において、ワークピースＷの研磨を終了する。
ステップＳ１１３では、ワークピースＷを保持した研磨ヘッド１１を研磨ヘッド移動装置２０によって受け渡しステージ７０に移動させて、受け渡しステージ７０上でワークピースＷを離脱させる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 研磨装置
２ 研磨対象面
３ 非平坦部
１０ 研磨ユニット
１１ 研磨ヘッド
１２ 研磨テーブル
１３ 研磨パッド
１３ａ 研磨面
１４ テーブルモータ
１５ 研磨液供給ノズル
１６ 膜厚センサ
２０ 研磨ヘッド移動装置
２１ ヘッドシャフト
２２ ヘッドアーム
２２ａ 支柱軸
３０ ヘッド本体
３１ ヘッド基部
３２ 第１ロック機構
３３ リテーナリング
３５ キャリア
３６ 第１弾性膜
３６ａ 第１ロッド
３７ 第２弾性膜
３７ａ ワークピース押圧面
３８ 第１ロックプレート
３９ 第１プレートアクチュエータ
４０ リテーナリング押圧機構
４１ 連結部材
４２ 第３弾性膜
４３ 取り付け部材
４５ 第３圧力室
５０ プロファイルステージ
５１ ステージ本体
５２ 変形面形成部
５２ａ ステージヘッド
５３ 第２ロッド
５４ 第２ロック機構
５５ 第２ロックプレート
５６ 弾性リング
５７ リセットプレート
５８ リセットアクチュエータ
６０ 押圧具
６１ 押圧具押し付け装置
６１Ａ Ｘ方向移動機構
６１Ｂ Ｙ方向移動機構
６１Ｃ Ｚ方向移動機構
６２ 押圧具制御部
７０ 受け渡しステージ
８０ 第１圧力室
８１ 第２圧力室
９０ ステージ本体
９１ 変形面形成部
９２ 基材層
９３ 変形層
９４ ３Ｄプリンタノズル
９５ ３Ｄプリンタ制御部
１００ 動作制御部
１００ａ 記憶装置
１００ｂ 演算装置
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７，Ｆ８ 流体ライン
Ｒ１，Ｒ２ 圧力レギュレータ

Claims (15)

1. ワークピースを研磨するための研磨装置であって、
   研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
   前記ワークピースを前記研磨面に押し付ける研磨ヘッドを備え、
   前記研磨ヘッドは、前記ワークピースを前記研磨面に押し付けるための第１圧力室を形成する第１弾性膜を有しており、
   前記第１弾性膜は、前記ワークピースを研磨する前に前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した表面形状を有している、研磨装置。
2. 前記研磨装置は、
   前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した表面形状を有する変形面形成部を有するプロファイルステージと、
   前記研磨ヘッドを前記研磨テーブルと前記プロファイルステージとの間を移動させる研磨ヘッド移動装置をさらに備え、
   前記研磨ヘッドは、前記第１弾性膜の表面形状を固定する第１ロック機構を有しており、
   前記研磨装置は、前記研磨ヘッドが前記プロファイルステージに位置するときに、前記研磨ヘッドを前記変形面形成部に対して押し付けるように構成されている、請求項１に記載の研磨装置。
3. 前記研磨ヘッドは、前記第１弾性膜を覆う第２弾性膜をさらに備えており、
   前記第１弾性膜と前記第２弾性膜との間には第２圧力室が形成されている、請求項１または２に記載の研磨装置。
4. 前記第１圧力室内の圧力は、前記第２圧力室内の圧力よりも大きい、請求項３に記載の研磨装置。
5. 前記研磨ヘッドは、前記第１弾性膜の裏側に連結された複数の第１ロッドをさらに備えており、
   前記第１ロック機構は、前記複数の第１ロッドの位置を固定することにより前記第１弾性膜の表面形状を固定するように構成されている、請求項２に記載の研磨装置。
6. 前記プロファイルステージは、
   押圧具と、
   前記押圧具を前記変形面形成部の表面に押し付ける押圧具押し付け装置と、
   前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した前記変形面形成部の前記表面形状を形成するように前記押圧具押し付け装置の動作を制御する押圧具制御部を備えている、請求項２に記載の研磨装置。
7. 前記変形面形成部は、複数のステージヘッドを備えており、
   前記プロファイルステージは、
   前記複数のステージヘッドに連結された複数の第２ロッドと、
   前記複数の第２ロッドの位置を固定する第２ロック機構をさらに備え、
   前記複数のステージヘッドおよび前記複数の第２ロッドは一体に移動可能である、請求項６に記載の研磨装置。
8. ワークピースを研磨する研磨方法であって、
   研磨ヘッドの第１弾性膜によって形成された第１圧力室内を加圧しながら、前記研磨ヘッドによって前記ワークピースを研磨面に押し付けて前記ワークピースを研磨する工程を含み、
   前記第１弾性膜は、前記ワークピースを研磨する前に前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した表面形状を有する、研磨方法。
9. 前記ワークピースを研磨する前に、前記第１圧力室内を加圧することで、前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した表面形状を有する変形面形成部に対して前記研磨ヘッドを押し付け、
   前記変形面形成部の前記表面形状に沿って変形した前記第１弾性膜の表面形状を固定する工程をさらに含む、請求項８に記載の研磨方法。
10. 前記研磨ヘッドは、前記第１弾性膜を覆う第２弾性膜をさらに備えており、
    前記ワークピースを研磨する工程において、前記第１圧力室内を加圧するとともに、前記第１弾性膜と前記第２弾性膜との間に形成された第２圧力室内を加圧する、請求項８に記載の研磨方法。
11. 前記第１圧力室内の圧力は、前記第２圧力室内の圧力よりも大きい、請求項１０に記載の研磨方法。
12. 前記第１弾性膜の裏側は、複数の第１ロッドに接続されており、
    前記複数の第１ロッドの位置を固定することにより前記第１弾性膜の表面形状を固定する、請求項９に記載の研磨方法。
13. 前記研磨ヘッドを前記変形面形成部に対して押し付ける前に、押圧具を前記変形面形成部の表面に対して押し付けることにより、前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した前記変形面形成部の前記表面形状を形成する工程をさらに含む、請求項９に記載の研磨方法。
14. 前記変形面形成部は、複数のステージヘッドを備えており、
    前記複数のステージヘッドは、複数の第２ロッドに連結されており、
    前記押圧具を前記変形面形成部の表面に対して押し付けたときに、前記複数のステージヘッドおよび前記複数の第２ロッドは一体に移動し、
    前記複数の第２ロッドの位置を固定することにより前記変形面形成部の前記表面形状を固定する、請求項１３に記載の研磨方法。
15. 前記研磨ヘッドを前記変形面形成部に対して押し付ける前に、前記ワークピースの膜厚プロファイルに対応した前記変形面形成部の前記表面形状を３Ｄプリンタにより形成する工程をさらに含む、請求項９に記載の研磨方法。

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