【事件の表示】
　特許第３１２９１７２号「研磨装置及び研磨方法」の請求項１ないし４、６に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１２９１７２号の請求項１ないし３、５に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
　特許第３１２９１７２号の請求項１〜４、６に係る発明についての出願は平成７年１１月１４日に特許出願され、平成１２年１１月１７日にその特許権の設定登録がなされ、その後、特許異議申立人伝田正彦より特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１３年１２月１７日に訂正請求がなされたものである。
　
第２　訂正の適否についての判断
１　訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は以下のとおりである。
（１）訂正事項Ａ
　特許請求の範囲の請求項１の「基板を研磨パッドに押し付けて基板の凹凸を平滑化する研磨装置であって、前記インサートパッドは、基板の裏面に配設されており、」とあるのを、「基板を研磨パッドに押し付けて基板の凹凸を平滑化する研磨装置であって、前記リテーナリングは、研磨パッドと接触する角部領域にラウンドを有しており、該ラウンドの形状は、その曲率半径が１ｍｍ以上であり、前記インサートパッドは、基板の裏面に配設されており、」と訂正する。
（２）訂正事項Ｂ
　特許請求の範囲の請求項４を削除し、以下項数を繰り上げる。
（３）訂正事項Ｃ
　特許請求の範囲の請求項６（訂正後の「請求項５」に対応する。）の「基板をリテーナリングに保持し、」とあるのを、「研磨パッドと接触する角部領域に曲率半径が１ｍｍ以上のラウンドを有するリテーナリングにて基板を保持し、」と訂正する。
　
２　訂正の目的、新規事項の有無及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
（１）訂正事項Ａについて
　訂正事項Ａは、訂正前の請求項１に係る発明を特定する事項である「リテーナリング」を、さらに技術的に限定された「研磨パッドと接触する角部領域にラウンドを有しており、該ラウンドの形状は、その曲率半径は１ｍｍ以上」の「リテーナリング」と変更するものであるから、当該訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当する。そして、この技術的な限定は、訂正前の請求項１に従属する訂正前の請求項４に記載されていることから、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
（２）訂正事項Ｂについて
　訂正事項Ｂは、請求項４を削除するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当する。そして、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
（３）訂正事項Ｃについて
　訂正事項Ｃは、訂正前の請求項６（訂正後の「請求項５」に対応する。）に係る発明を特定する事項である「リテーナリング」を、さらに技術的に限定された「研磨パッドと接触する角部領域に曲率半径が１ｍｍ以上のラウンドを有するリテーナリング」と変更するものであるから、当該訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当する。そして、この技術的な限定は、訂正前の請求項４及び願書に添付された明細書の項目【００１９】、【００２０】に記載されていることから、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
　
３　むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び第３項において準用する同法第１２６条第２、３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
第３　特許異議の申立てについて　
１　申立の理由の概要
（１）申立理由１
　特許異議申立人は、甲第１号証（特開平８−２２９８０号）により、特許第３１２９１７２号の訂正前の請求項１〜３、６に係る発明は、本件出願の出願日前の出願であって、本件出願後に出願公開がされた出願である特願平７−４１０７６号の願書に最初に添付された明細書又は図面（以下「先願明細書」という。）に記載された発明と同一であり、しかも、本件出願の発明者が上記特許出願に係る発明をしたものと同一ではなく、また、本件出願の時において、本件出願人が上記特許出願の出願人と同一でもないので、特許法第２９条の２の規定に違反して特許をされたものであり、その特許は、同法第１１３条第１項第２号に該当するので、取り消されるべきものである旨主張している。
（２）申立理由２
　特許異議申立人は、特許第３１２９１７２号の訂正前の請求項１、４、６に係る発明は、本件出願の出願日前に日本国内で頒布された刊行物である甲第２号証（実願昭６２−１１２２２８号（実開昭６４−１６２６２号）のマイクロフィルム）及び甲第３号証（特開平６−３３３８９１号公報）に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定に違反して特許をされたものであり、その特許は、同法第１１３条第１項第２号に該当するので、取り消されるべきものである旨主張している。
　
２　本件発明１〜３及び５
　本件の訂正前の請求項１〜４、６に対応する訂正後の請求項１〜３、５に係る発明（以下「本件発明１〜３、５」という。）は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜３、５に記載された事項により特定される以下のとおりのものと認める。
「【請求項１】リテーナーリングと接触調整機構とインサートパッドとを有し、基板を研磨パッドに押し付けて基板の凹凸を平滑化する研磨装置であって、
前記リテーナリングは、研磨パッドと接触する角部領域にラウンドを有しており、該ラウンドの形状は、その曲率半径が１ｍｍ以上であり、
前記インサートパッドは、基板の裏面に配設されており、
前記接触調整機構は、前記インサートパッドの弾力性の経時変化に対応して前記リテーナーリングからの基板の突き出し量を調整することが可能な機構であることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】前記接触調整機構は、空圧が調整可能なエアクションを含むものであることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】前記接触調整機構は、リテーナーリング自体の高さを調整するものであることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】研磨パッドと接触する角部領域に曲率半径が１ｍｍ以上のラウンドを有するリテーナーリングにて基板を保持し、インサートパッドを該基板の裏面に配設し、該基板を研磨パッドに押し付けて該基板を平滑化する研磨方法において、
接触調整機構により、前記インサートパッドの弾力性の経時変化に対応させて研磨中の基板と前記リテーナーリングとの表面の高さの差が５０μｍ以内であるように調整して、研磨することを特徴とする研磨方法。」
　
３　先願明細書及び甲第２、３号証記載の発明
（１）先願明細書記載の発明
　先願明細書の項目【０００５】〜【０００７】、【００１２】〜【００１３】、【００１５】〜【００１９】、【００３６】〜【００３７】及び請求項１、３の記載からすると、先願明細書には以下の発明が記載されていると認める。
　リテーナリングとリング圧調整機構とウェーハ付着シートとを有し、リテーナリングにて保持したウェーハを研磨パッドに押し付けて、ウェーハの凹凸を平滑化する研磨装置であって、ウェーハ付着シートは、ウェーハの裏面に配設されており、リング圧調整機構は、チューブ内部の空気圧力を調整し、研磨パッドに対するリテーナリングの当接圧が、研磨パッドに対するウェーハの当接圧力の０．７〜１．７倍の範囲の一定値にすることによって、ウェーハ研磨均一性を極大とするようにしたものであるウェーハ研磨装置、及び、該研磨装置を使用してウェーハを研磨する研磨方法。
（２）甲第２号証記載の発明
　甲第２号証に記載された事項は以下のとおりである。　
ア　明細書第１頁最終行〜第２頁第７行
「ポリッシング機は上側キャリヤープレートと下側ターンテーブルからなり夫々回転しながら摺りあい、その間に於いてキャリアプレートに装着した加工物をターンテーブルに貼着したパッドに押し付け、砥液を介在させながら回転摺動させて研磨する。このとき加工物を上側キャリヤープレートに保持するのに使用するのがテンプレートアッセンブリーである。」
イ　同第５頁第３行〜第６頁第１８行
「このテンプレート１は接着剤層４を以てバッキング材２と接着されるが、テンプレートのリセス孔内ではバッキング材は露出しており、リセスに嵌挿された加工物の裏面がバッキング材に水や液状有機物例えばグリコール類等を介在させて吸着的に保持される。
　このテンプレート材には、硬質ポリウレタンシート、硬質塩ビシート、ベークライト、ガラス入りエポキシシート、等の半剛性の材料が使用できる。
　バッキング材には、マイクロポアー発泡ポリウレタンシート、軟質ポリマーまたはエラストマーのシート、或いはこれらをプラスチックシートで裏貼り補強したシート材が使用できる。
　さらにバッキング材の裏面には粘着材層が設けられる。これには粘着材を１層またはプラスティクフイルム等の補強材の両面を粘着材で挟んだ３層構造の物を適宜使用出来、さらにその外面に剥離シートを積層してキャリヤープレートへの貼着面を保護する事が出来る。
　テンプレートアッセンブリの断面図、第２図に示すようにテンプレート１の上面外周縁の角を面取りしたものを使用する。すなはち角部をシャープなエッジのままとせず、面と面との交わりのかどに斜面または丸味をつける（日刊工業新聞社，昭和５８年１月３０日発行，図解機械用語辞典を参照）のであるが、その形状は第３図に示すように単なる斜面でも、第４図に示すように複数の斜面でも、第５図に示すように丸味でも良く、面取りを施す寸法ｄ及びｗがテンプレート材の厚みｔの２０％以上であることが好ましい。
　テンプレート材の厚みは、研磨作業の際の押圧力を受けた加工物がバッキング材の圧縮変形によってリセス内で沈み込む量を考慮した上で僅かに加工物の研磨される面がテンプレートより突出するように選定する。」
ウ　同第８頁第１９行〜第９頁第７行
「さらにテンプレートの上面外周緑に面取りを施した事により、加工物の面をテーブルに貼着したパッドに圧接して相対運動をさせるさいのテンプレート上面とパッド間の微小な隙間へ流入する砥液の流れ抵抗を減少させるとともに動圧による押し込み作用を生じさせ、砥液の加工物への供給及びこれに伴って作用済みの砥液と研磨屑の排出が円滑となった。」　
　上記記載事項からすると、甲第２号証には以下の発明が記載されていると認める。
　テンプレート材とバッキング材とを有し、加工物をパッドに押し付けて加工物を研磨する研磨装置であって、バッキング材は、加工物の裏面とテンプレート材の裏面に渡って配設されており、テンプレートのパッドと接触する領域の各部にテンプレートの厚みの２０％以上にわたって丸味が設けられた研磨装置、及び、該研磨装置を使用して加工物を研磨する研磨方法。
（３） 甲第３号証記載の発明
　甲第３号証に記載された事項は以下のとおりである。
ア　請求項４
「被研磨材としての基板を保持する基板保持台であって、
前記基板保持台に該基板を収容するための凹部を設けたことを特徴とする基板保持台。」
イ　請求項５
「前記凹部の深さが前記基板の厚さに対応して変えられるように構成されたことを特徴とする請求項４記載の基板保持台。」
ウ　項目【００４４】
「図４は本発明の請求項４に係る基板保持台の模式断面図である。図４に示した基板保持台によれば、図６に示した従来の研磨装置において、ウェハーを載置するウェハー保持台表面にウェハー表面が丁度平坦に納まるようなウェハーの厚さ分の深さを有する凹部２ａを配設する。」
エ　項目【００４５】の第８〜１３行
「本実施例の場合、ウェハー１はウェハー保持台２表面の凹部２ａに表面が全体的に平坦に収納されているため、ウェハーとウェハー保持台の段差がほぼなくなり、ウェハー１の周辺部に生じた研磨パッドの変形歪みからくるウェハー表面にかかる研磨圧力の増大を抑制することができる。」
オ　項目【００４６】
「実施例５
本実施例は請求項５に示した基板保持台の実施例であり、図５はその基板保持台の模式断面図である。本実施例は、実施例４の研磨装置のウェハー保持台において、ウェハー保持台に設けた凹部の深さ調整機能を具備した例である。図５に示されたウェハー保持台によれば、ウェハー１を載置するウェハー載置台４５とその周辺に上下可動なウェハー凹部調整側壁部材４６が設けられ、そのウェハー載置台４５とウェハー凹部調整側壁部材４６とでウェハー（基板）保持台を構成している。当然のことながら、ウェハー１が載置されるウェハー載置台４５の表面はウェハーの直径と略同一直径の円形状であり、ウェハー凹部調整側壁部材４６はウェハー載置台４５と同心のドーナツ状を有する。ウェハー載置台４５の裏面には凹部深さ調整用ねじ４８が設けられ、その凹部深さ調整用ねじ４８に嵌合する調整ねじ押え金具４９がウェハー凹部調整側壁部材４６の裏面に取り付けられている。このようなウェハー保持台の構成により、凹部深さ調整用ねじ４８の回転によりウェハー凹部調整側壁部材４６を上下させることにより自由にウェハーの深さに対応した凹部を形成することができる。本実施例は一例として凹部深さ調整用ねじ４８を用いた凹部形成ウェハー保持装置であるが、本発明の主旨に反しない限り如何なる方法でもよい。」
　上記記載事項からすると、甲第３号証には以下の発明が記載されていると認める。
　基板を基板保持部材にて保持し、基板を研磨パッドに押し付けて基板を平滑化する研磨装置において、基板保持部材に基板を納める凹部を設け、さらに、その凹部の深さを基板の厚みに対応して基板表面が丁度平坦に納まるように自由に調整することができる研磨装置、及び、該研磨装置を用いて基板を研磨する研磨方法。
　
４　対比及び当審の判断
（１）申立理由１について
　上記訂正により、訂正前の請求項４に記載された事項、即ち、「リテーナリング」は「研磨パッドと接触する角部領域にラウンドを有しており、該ラウンドの形状は、その曲率半径が１ｍｍ以上であること」が、訂正前の請求項１〜３、６に組み込まれ、訂正後の請求項１〜３、５となった。
　そして、先願明細書には、「リテーナリング」が「研磨パッドと接触する角部領域にラウンドを有しており、該ラウンドの形状は、その曲率半径が１ｍｍ以上であること」について何ら記載されていない。
　したがって、先願明細書記載の発明が、本件発明１〜３、５と同一であるということはできない。
（２）申立理由２について
　上記訂正により訂正前の請求項４は削除され、訂正前の請求項５〜７は１項ずつ繰り上がったので、訂正前の請求項１、６に対応する本件発明１、５について検討する。
　本件発明１、５は何れも、リテーナリングが曲率半径１ｍｍ以上のラウンドを有していることを、その発明特定事項とするものであるが、甲第２、３号証何れにも上記発明特定事項について記載されておらず、また、上記発明特定事項は、本件出願時の技術常識を考慮しても、甲第２、３号証記載の発明に基づいて、当業者が容易に想到することができたものでもない。
　そして、本件発明１、５は、上記発明特定事項を有することにより、基板（ウェハ）の非有効領域幅を従来のものと比較して小さくすることができるという甲第２、３号証記載の発明にない格別の効果を奏するものである。
　
　特許異議申立人は、甲第２号証の「第５図に示すように丸味でも良く、面取りを施す寸法ｄ及びｗがテンプレート材の厚みｔの２０％以上であることが好ましい。」という記載から、ラウンドの曲率半径を１ｍｍ以上とすることは当業者に容易である旨主張している。しかしながら、上記箇所には、面取りを施す場合に必要な寸法は記載されているが、丸味、即ち、ラウンドの曲率半径を１ｍｍ以上とすることは直接記載されておらず、また、ラウンド開始点と曲率中心を結ぶ直線と、ラウンド終了点と曲率中心とを結ぶ直線がなす角度をどの程度とするのかについても何ら記載されていないので、本件発明１、５のような「ラウンド」を設け、その曲率半径を１ｍｍ以上とすることが、当業者に容易であったとはいえず、特許異議申立人の上記主張は採用できない。
　
　したがって、本件発明１、５が、甲第２、３号証記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるということはできない。
　
５　むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては、本件発明１〜３及び５の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１〜３及び５の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年５月２８日（２００２．５．２８）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
特許第３１２９１７２号の明細書中の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明を以下のとおり訂正する。
（１）訂正事項Ａ
　特許請求の範囲の請求項１の「基板を研磨パッドに押し付けて基板の凹凸を平滑化する研磨装置であって、前記インサートパッドは、基板の裏面に配設されており、」とあるのを、「基板を研磨パッドに押し付けて基板の凹凸を平滑化する研磨装置であって、前記リテーナリングは、研磨パッドと接触する角部領域にラウンドを有しており、該ラウンドの形状は、その曲率半径が１ｍｍ以上であり、前記インサートパッドは、基板の裏面に配設されており、」と訂正する。
（２）訂正事項Ｂ
　特許請求の範囲の請求項４を削除し、以下項数を繰り上げる。
（３）訂正事項Ｃ
　特許請求の範囲の請求項６（訂正後の「請求項５」に対応する。）の「基板をリテーナリングに保持し、」とあるのを、「研磨パッドと接触する角部領域に曲率半径が１ｍｍ以上のラウンドを有するリテーナリングにて基板を保持し、」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
研磨装置及び研磨方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　リテーナーリングと接触調整機構とインサートパッドとを有し、基板を研磨パッドに押し付けて基板の凹凸を平滑化する研磨装置であって、
前記リテーナーリングは、研磨パッドと接触する角部領域にラウンドを有しており、該ラウンドの形状は、その曲率半径が１ｍｍ以上であり、
前記インサートパッドは、基板の裏面に配設されており、
前記接触調整機構は、前記インサートパッドの弾力性の経時変化に対応して前記リテーナーリングからの基板の突き出し量を調整することが可能な機構であることを特徴とする研磨装置。
　【請求項２】　前記接触調整機構は、空圧が調整可能なエアクションを含むものであることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
　【請求項３】　前記接触調整機構は、リテーナーリング自体の高さを調整するものであることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
　
【請求項４】
基板の横ずれを防止する前記リテーナーリングの材質を前記基板の被研磨膜とほぼ同じものにすることを特徴とする研磨方法。
　
【請求項５】
研磨パッドと接触する角部領域に曲率半径が１ｍｍ以上のラウンドを有する
基板を
接触調整機構により、前記インサートパッドの弾力性の経時変化に対応させて研磨中の基板と前記リテーナーリングとの表面の高さの差が５０μｍ以内であるように調整して、研磨することを特徴とする研磨方法。
　
【請求項６】
リテーナーリングに対して予備研磨を行ない、
リテーナーリング外周部の断面形状をラウンド形状に整形することを特徴とするリテーナーリングの形状調整方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置及び研磨方法に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】研磨により基板表面を平滑化する技術は、半導体基板の作製工程をはじめとし、あらゆる分野で用いられてきた。一方、近年、半導体基板上のデバイス作製工程においても、作製の過程で形成される表面の凹凸、例えば層間絶縁膜表面の凹凸を研磨により平坦化する化学機械研磨法が採用されつつある。この方法では、半導体基板等の基板表面を研磨する場合に用いられる不織布を材料とする比較的柔らかな研磨布とは異なり、絶縁膜の平坦化を行うために、発泡ポリウレタン等の材料からなる硬めの研磨布が用いられる。また、基板面内の研磨均一性を得るために、硬質パッドの下層に弾力性のあるクッション層を設けることが一般的である。
　【０００３】図７に従来の研磨装置の構成を示す。図７に示す研磨装置は、基板を保持する基板保持部９と、研磨パッド２が貼付けられた研磨テーブル１０と、研磨剤供給口１１と、ダイヤモンドペレット１２を装着したコンディショニング機構（以下、コンディショナーという）１３とから構成されている。基板保持部９，コンディショナー１３には回転，揺動，加圧機構が付帯されており、研磨テーブル１０には回転機構が付帯しているが、図面では省略している。
　【０００４】図８は、図７に示した基板保持部９の構成を具体的に示す断面図である。基板保持部９は、基板（以下、ウェハという）５の裏面にインサートパッド３と呼ばれる弾力性のある層を設けており、ウェハ５の外周に研磨中のウェハ５の横ずれを防止するリテーナーリング１が設けられている。リテーナーリング１の材質には通常硬質プラスチック等が用いられる。ウェハ５はリテーナーリング１から約２００μｍ突出して取り付けられ、これによりウェハ５のみが研磨パッド２に接触するような構造となっている。
　【０００５】この研磨装置を用いて、図９に示すような配線層間膜の凹凸を研磨平坦化する。図９は半導体装置の製造工程を示しており、半導体基板（ウェハ５に相当する）１４の絶縁膜１５上に形成された金属配線１６上にシリコン酸化膜１７がプラズマＣＶＤ法により２μｍの厚さに形成されている。なお、金属配線１６よりも下層の素子構造は簡単のため省略してある。この基板を上述した研磨装置にて研磨することにより、図１０に示すような平坦な層間絶縁膜を得ることができる。このときの研磨条件は、ロデール社製ＩＣ１０００／ＳＵＢＡ４００の積層からなる研磨パッド２上に、研磨剤供給口１１から研磨材としてキャボット製ＳＣ１１２を１００ｃｃ／分流しながら、研磨テーブル１０の回転数＝２０ＲＰＭ，基板保持部９によるウェハ５の回転数＝２０ＲＰＭで回転させながら、ウェハ５を研磨パッド２に荷重＝５００ｇ／ｃｍ２をもって押し付ける設定として平坦化処理を行なう。このとき、ほぼ１３００Å／分の研磨レートが得られる。また、金属配線１６の厚さ０．８μｍ，パターン付き基板（ウェハ）において、３ｍｍ×３ｍｍのパターン上とパターンの存在しない部分との層間絶縁膜上の高さの差をグローバル段差と呼ぶと、５分研磨後のグローバル段差は約１０００Åとなった。
　【０００６】
　【発明が解決しようとする課題】ところが、図８に示した従来の基板保持部９の構造では、ウェハ５の外周部における研磨量が異常となるという問題があった。すなわち、表面に硬質，下層に軟質の層からなる研磨パッド２にウェハ５を押し付けることにより、図１１に示すようにウェハ５の外周部の接触圧力が最大となり、その反力で、ウェハ５の外周部から数ミリ、特にウェハ５の下層としてのインサートパッド３の弾性率や研磨条件によっては数センチにわたって研磨パッド２が変形し、ウェハ５にかかる圧力が低くなり、研磨量が小さくなる。
　【０００７】これを解決する対策として、リテーナーリング１とウェハ５の研磨パッド２に接触する面を同一高さとし、かつリテーナーリング１の幅を上述した研磨パッド２の変形の幅以上とし、研磨パッド２の変形の影響をウェハ５に与えないようにする手法が検討されている。
　【０００８】ところがリテーナリング１は、研磨パッド２と接触する角部の形状が直角な断面形状をなしており、このリテーナーリング１では、ウェハ５で観察された研磨量異常の幅よりも大きくリテーナーリング１の幅をとっても完全に研磨量異常をなくすことはできない。これは、ウェハ５の外周部はラウンド形状であるのに対し、リテーナーリング１の直角断面形状の角部が研磨パッド２に接触すると、その反力は大きく、図１２に示すように研磨パッド２の変形幅がウェハ５にまで到達したり、図１３に示すように反力による２次的な変形が研磨パッド２に生じるためと考えられる。このようにリテーナーリング１の幅をかなり大きくする必要が生じるため、これにより研磨パッド２とウェハ５の間に研磨剤が入り込みにくくなり、研磨レートが低下するという問題も生じる。
　【０００９】また、リテーナーリング１が研磨パッド２に接触するために起きるその他の問題としては、リテーナーリング１による研磨パッド２のドレッシング効果がある。研磨と同時にドレッシングを行う方法は研磨レートを安定化させる方法として既に公知であるが、この方法の短所として、平坦化効率が悪化することが、早川，室山〜第４２回春期応用物理学会予講集２Ｐ７８８などによって知られており、リテーナーリングの接触によっても同様の平坦化効率の悪化が見られる。さらに、リテーナーリングが研磨パッドに接触することにより、リテーナーリングに含まれる不純物が研磨パッド上に広がり、研磨対象の基板上に残留する。これにより、研磨したデバイスの特性異常を引き起こす恐れが生じる。
　【００１０】こうした悪影響は、経時変化を伴うために、プロセスの再現性をも悪化させる。これは、インサートパッド３に起因している。インサートパッド３は弾力性を有しており、ウェハ５の研磨時の荷重により、ウェハ５の沈み込み量が変化する。すなわち、リテーナーリング１からのウェハ５の突出量が変化するのである。また、インサートパッド３は弾力性を有するだけでなく、連続して使用することにより、その弾力性が変化し、同じ荷重でもウェハ５のリテーナリング１からの突出量が変化してしまう。このようにリテーナーリング１からのウェハ５の突出量が変化してしまうと、当初の目的であるウェハ５外周部の研磨量異常に対する効果が一定でなくなるばかりでなく、研磨パッド２とウェハ５の間への研磨剤の入り込み易さが一定でなくなったり、リテーナーリング１によるドレッシング効果が一定でなくなったりするため、研磨レートや均一性等の研磨の安定性が著しく損なわれるという問題が生じる。
　【００１１】本発明の目的は、基板（ウェハ）外周部における研磨量の不均一を防止し、また別の目的として、リテーナーリングの接触による平坦化効率の低下を防止し、さらに別の目的として、リテーナーリングからの基板の突出量を一定とし、研磨特性を安定化させ、さらに別の目的として、研磨によりリテーナーリングからの不純物で基板が汚染されることを防止した研磨装置及び研磨方法を提供することにある。
　【００１２】
　【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明に係る研磨装置は、リテーナーリングと接触調整機構とインサートパッドとを有し、基板を研磨パッドに押し付けて基板の凹凸を平滑化する研磨装置であって、前記インサートパッドは、基板の裏面に配設されており、前記接触調整機構は、前記インサートパッドの弾力性の経時変化に対応して前記リテーナーリングからの基板の突き出し量を調整することが可能な機構である。
　【００１３】また前記接触調整機構は、空圧が調整可能なエアクッションを含むものである。
　【００１４】また前記接触調整機構は、リテーナーリング自体の高さを調整するものである。
　【００１５】またリテーナーリングの研磨パッドと接触する角部領域にラウンドを有しており、前記ラウンドの形状は、その曲率半径が１ｍｍ以上である。
　【００１６】また本発明に係る研磨方法は、リテーナーリングと接触調整機構とを有し、基板を研磨パッドに押し付けて該基板を平滑化する研磨方法であって、基板の横ずれを防止する前記リテーナーリングの材質を前記基板の被研磨膜とほぼ同じものにする。
　【００１７】また本発明に係る研磨方法は、基板をリテーナーリングにて保持し、インサートパッドを該基板の裏面に配設し、該基板を研磨パッドに押し付けて該基板を平滑化する研磨方法において、接触調整機構により、前記インサートパッドの弾力性の経時変化に対応させて研磨中の基板と前記リテーナーリングとの表面の高さの差が５０μｍ以内であるように調整して、研磨するものである。
　【００１８】また本発明に係る研磨方法は、基板をリテーナーリングにて保持し、基板を研磨パッドに押し付けて該基板を平滑化する研磨方法において、リテーナーリングに対してダミー基板を用いて予備研磨を行い、リテーナーリング外周部の断面形状をラウンド形状に整形する。
　【００１９】本発明の研磨装置は、基板を保持するためのリテーナーリングの外周側の断面形状が研磨パッドに対してラウンド形状を有しており、リテーナーリングのラウンド形状の曲率半径は、１ｍｍ以上であることが望ましい。さらに、研磨中の基板とリテーナーリングの表面の高さが５０μｍ以内の差で研磨布に接触するように調整する機構を設けていることが望ましい。
　【００２０】また本発明の研磨装置は、基板を保持するためのリテーナーリングの材質が基板上の主たる被研磨剤とほぼ同一の材質からなっている。また、研磨中の基板とリテーナーリングの表面の高さが５０μｍ以内の差で研磨布に接触するように調整する機構を設けていることが望ましい。さらに、基板を保持するためのリテーナーリングの断面形状の外周側の研磨パッド側がラウンド形状を有し、その曲率半径が、１ｍｍ以上であることが望ましい。
　【００２１】本発明に係るリテーナーリングの形状調整方法は、基板を保持するためのリテーナーリングに予め適当な量の予備研磨を行うことにより、初期に任意であったリテーナーリング外周部の断面形状をラウンド形状に仕上げる。
　【００２２】
　【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明を説明する。
　【００２３】（実施形態１）図１は本発明の実施形態１に係る基板保持部を示す断面図である。図１に示す本発明の実施形態１に係る基板保持部９は、基板（以下、ウェハという）５の裏面にインサートパッド３と呼ばれる弾力性のある層を設けており、ウェハ５の外周に研磨中のウェハ５の横ずれを防止するリテーナーリング１が設けられている。リテーナーリング１としては硬質プラスチック製のものを用いている。さらに本発明では、硬質プラスチック製リテーナーリング１の外周部の研磨パッド２と接触する角部領域に曲率半径１ｍｍのラウンド１ａを設けている。リテーナーリング１の研磨パッド２との接触部の幅は１０ｍｍである。また、リテーナーリング１の裏面と基板保持部９との間には、インサートパッド３と同じ材質のクッション材４が挿入されている。ここにインサートパッド３とクッション材４とは基板（ウェハ）５が研磨パッド２に接触する高さを調整する接触調整機構を構成する。
　【００２４】以上の構成において、ウェハ５のリテーナーリング１からの突出量をゼロに調整すると、研磨条件が異なる場合でも研磨中のウェハ５の突出量は、ほぼゼロに保たれ、連続使用によって弾性率が変化しても、インサートパッド３，リテーナーリング１のクッション材４ともに同様に変化するため、ウェハ５のリテーナーリング１からの突出量は変化しない。またリテーナーリング１には、研磨パッド２との接触部にラウンド１ａが付いているために、研磨パッド２に対するドレッツシング効果が少なく、平坦化効率の悪化は少ない。またリテーナーリング１の角部と研磨パッド２とは、ラウンド１ａにより接触するため、リテーナーリング１と研磨パッド２との間に研磨剤が入り込みやすくなり、その結果、リテーナーリング１の研磨パッド２への接触が起因となる研磨の不安定性は生じない。
　【００２５】図１に示した基板保持部９を用いてウェハ５の研磨を行う。研磨条件は従来例で説明したものと同一である。図２はリテーナーリングからのウェハの突出量の違いによるウェハ外周部での研磨量プロファイルを示したものである。リテーナーリングからのウェハの突出量が±５０μｍ以内での研磨量では、ウェハの外周部から概ね３ｍｍよりも中心側で中央部の研磨量の±５％以内に収まっている。
　【００２６】表１は、リテーナーリング１の外周部の研磨パッド２と接触する角部領域に設けたラウンド１ａの曲率半径と，リテーナーリング１の研磨パッド２と接触する幅を変化させた場合のウェハ外周部プロファイル異常の有無（ウェハの外周部から概ね３ｍｍよりも中心側で中央部の研磨量の±５％以内に収まっているかどうか），ウェハ中央部の研磨レート，ウェハ中央部の研磨量の均一性，平坦化後の段差を示したものである。ここで言う平坦化後の段差とは、従来技術で説明した厚さ０．８μｍの金属配線上にシリコン酸化膜を２μｍ成膜し、５分間研磨後に３ｍｍ×３ｍｍのパターン上と平坦部との間に生じる段差のことである。ウェハ外周部のプロファイル異常は、リテーナーリング幅が大きくなるとなくなるが、リテーナーリング幅が大きいほどウェハ中央部の研磨レートが低くなる傾向を示す。また、ウェハ中央部の研磨レートのばらつきを表わすσも研磨レートの低下と同時に悪化するが、これは、ウェハ中心部の研磨レートが極端に落ち込むためで、リテーナーリングがウェハと研磨パッドとの間への研磨剤の供給を妨害しているために起きる現象である。リテーナーリングのラウンド形状の曲率半径が大きいほど、狭いリテーナーリング幅でも、ウェハ外周部のプロファイル異常が起きないため、リテーナーリング幅を小さくすることが有利となる。
　【００２７】表１からは、リテーナーリングのラウンド形状の曲率半径が１ｍｍ以上では研磨レートを低下させることなく、ウェハ外周部のプロファイル異常を起さないリテーナーリング幅が存在する。平坦化後の段差は、リテーナーリングのラウンド形状の曲率半径が大きくなるほど小さくなっているが、従来例に比べいずれの水準もやや劣っている。
　【００２８】
　【表１】
　【００２９】（実施形態２）図３は本発明の実施形態３に係る基板保持部を示す断面図である。図３に示した本発明の実施形態２では、石英製のリテーナーリング６を用い、リテーナーリング６の外周部の研磨パッド２と接触する部分の曲率半径は、０．１ｍｍ以下である。また、リテーナーリング１の裏面と基板保持部９との間には、インサートパッド３と同じ材質のクッション材４が挿入されている。ここにインサートパッド３とクッション材４とは基板（ウェハ）５が研磨パッド２に接触する高さを調整する接触調整機構を構成する。
　【００３０】以上の構成においてリテーナーリング１からのウェハ５の突出量をゼロに調整すると、研磨条件が異なる場合でも研磨中の突出量はほぼゼロに保たれ、連続使用によって弾性率が変化しても、インサートパッド３，リテーナーリング６のクッション材４ともに同様に変化するため、突出量は変化しない。
　【００３１】表２に図３に示した基板保持部９を用いて研磨した結果を示す。リテーナーリング６は石英製からなり、研磨パッド２との接触部がドレッシング効果のない石英からできているため、平坦化効率の悪化はない。また、リテーナーリング６を構成する石英は被研磨膜とほぼ同じ組成であり、被研磨膜と同様のＣＶＤなどの成膜方法を用いることにより、きわめて純度の高い材質を得ることができる。その結果、リテーナーリング６の研磨パッド２への接触によるリテーナーリング材質中の不純物の研磨パッド上への拡散は、硬質プラスチックに比べ、極めて低く抑えることができる。
　【００３２】
　【表２】
　【００３３】実施形態２ではリテーナリングの研磨パッドとの接触部にラウンドを設けなくても平坦化効率の悪化が起こらないが、ラウンド形状とした方がエッジ部プロファイルや、研磨レート，均一性に効果があることは言うまでもない。
　【００３４】実施形態２における石英製リテーナーリング６のラウンド形状を調整する方法を以下に示す。上述した石英製リテーナーリング６を基板保持部９に装着し、ダイミーウェハを装着して約１００分間研磨を行う。これにより、石英製リテーナーリング６の研磨パッド２との接触部は図４に示すように研磨パッドの変形に追随するような形状に研磨される。これにより、理想的なリテーナーリングの断面形状を自動的に得ることができ、リテーナリングと研磨パッドとの接触幅が最小でもウエハ外周部プロファイルの異常を抑えることができる。表３はこうした処理を行ったリングを用いた研磨結果である。
　【００３５】
　【表３】
　【００３６】これまでの説明ではウェハのリテーナーリングからの突出量を一定に保つ接触調整機構としてリテーナーリングの裏面にもウェハの裏面と同様のインサートパッドを用いる機構を示したが、この他にも、図５に示すようにウェハ５への荷重制御と独立してリテーナーリング１の荷重をリテーナーリング圧力調整用エアクッション７の空圧により制御する接触調整機構を設け、リテーナーリング６への荷重をエアクッション７の空圧により一定にしてウェハのリテーナーリングからの突出量を制御する方法や、図６に示すようにリテーナーリング１の高さをリテーナーリング高さ調整機構８により自動調整する接触調整機構を設け、インサートパッドの経時変化を予め記憶させておいて処理枚数にしたがってウェハが研磨パッドに接触する高さを自動的に変更させるようにしてもよい。
　【００３７】図５に示す実施形態では、接触調整機構としてのリテーナーリング圧力調整用エアクッション７がリテーナーリング１の背面に設けられ、常にリテーナーリング１がウェハ５と同じ圧力を受けるように調整してウェハ５のリテーナーリング１からの突出量を調整してウェハ５の研磨パッド２へ接触する高さを調整することができる機構となっている。
　【００３８】図６に示す実施形態では、接触調整機構としてのリテーナーリング高さ調節機構８が設けられており、装置本体からの制御信号によりリテーナーリング１を上下させてリテーナーリング１からのウェハ５の突出量を調整してウェハ５の研磨パッド２への接触高さを調整することができる機構となっている。
　【００３９】
　【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、リテーナーリングが研磨パッドと接触する角部領域の形状をラウンド形状とすることにより、リテーナーリング幅を狭くしてもウェハエッジ部の研磨量異常を抑えることができ、その結果、研磨レートやその均一性を良好に維持することができる。
　【００４０】また石英製リテーナーリングを用いることにより、平坦化効率を損なうことがなくなり、またリテーナーリングが研磨されることによる不純物の拡散を抑えることができるため、研磨されたウェハ上の半導体装置の電気特性に悪影響を与えることをなくすることができる。
　【００４１】また石英製リテーナーリングは事前にリング自身を予備研磨することにより、自動的に最適なラウンド形状を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の実施形態１を示す断面図である。
　【図２】本発明の効果を示した図である。
　【図３】本発明の実施形態２を示す断面図である。
　【図４】本発明の実施形態２に関連した石英リングの形状調整後を示した図である。
　【図５】本発明のその他の実施形態を示す断面図である。
　【図６】本発明のその他の実施形態を示す断面図である。
　【図７】従来例を示す構成図である。
　【図８】従来例を示す断面図である。
　【図９】研磨工程を説明するための図である。
　【図１０】研磨工程を説明するための図である。
　【図１１】従来例の問題点を示す図である。
　【図１２】従来例の問題点を示す図である。
　【図１３】従来例の問題点を示す図である。
　【符号の説明】
　１　リテーナーリング
　２　研磨パッド
　３　インサートパッド
　４　クッション材
　５　ウェハ
　６　石英製リテーナーリング
　７　リテーナーリング圧力調整用エアクッション
　８　リテーナーリング高さ調整機構
　９　基板保持部
　１０　研磨テーブル
　１１　研磨剤供給口
　１２　ダイヤモンドペレット
　１３　コンディショナー
　１４　半導体基板
　１５　絶縁膜
　１６　金属配線
　１７　シリコン酸化膜