(57)【要約】 【課題】ウェハの外周部の研磨レートが減少することを防ぎ、ウェハ全体を均一に研磨できるようにすることにより、ウェハから取れるチップの数を増加し且つ歩留りを向上できるようにする。【解決手段】研磨装置は、ウェハ１３とリテーナリング１４とを保持するキャリアと、研磨パッド１２が貼付されたプラテン１１とを備え、研磨パッド１２は、その表面上であって、ウェハ１３により押接される際のウェハ１３の外周部が接触する領域に、平坦部と凸状部との段差部２０を有し、段差部２０は、ウェハ１３による押接によって平坦になる。【選択図】図２
2011031322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハとリテーナリングとを保持するキャリアと、
研磨パッドが貼付されているプラテンとを備え、
前記研磨パッドは、その表面上であって、前記ウェハにより押接される際の前記ウェハの外周部が接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、
前記段差部は、前記ウェハによる押接によって平坦になることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
ウェハとリテーナリングとを保持するキャリアと、
研磨パッドが貼付されたプラテンとを備え、
前記研磨パッドは、その表面上であって、前記ウェハにより押接されると共に前記ウェハが回転軸に対して垂直な方向に揺動する際の、前記リテーナリングを除いて前記ウェハの外周部のみが接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、
前記段差部は、前記ウェハによる押接によって平坦になることを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
前記段差部は、前記研磨パッドの厚さにより調整されることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記段差部は、前記プラテンの表面の加工形状により調整されることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記ウェハの外周部は、前記ウェハの周端面から中心方向に３ｍｍまでの領域であることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記平坦部から凸状部までの高さは、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項７】
ウェハとリテーナリングとを保持するキャリアと、研磨パッドが貼付されたプラテンとを備えた研磨装置を用いて、前記リテーナリング及びウェハを前記研磨パッドに押接し、前記ウェハ及び研磨パッドを共に回転させながら研磨を行う工程を備え、
前記研磨パッドは、その表面上であって、前記ウェハにより押接される際の前記ウェハの外周部が接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、
前記段差部は、前記ウェハによる押接によって平坦になることを特徴とする研磨方法。
【請求項８】
ウェハとリテーナリングとを保持するキャリアと、研磨パッドが貼付されたプラテンとを備えた研磨装置を用いて、前記リテーナリング及びウェハを前記研磨パッドに押接すると共に揺動し、前記ウェハ及び研磨パッドを共に回転させながら研磨を行う工程を備え、
前記研磨パッドは、その表面上であって、前記ウェハにより押接されると共に前記ウェハが回転軸に対して垂直な方向に揺動する際の、前記リテーナリングを除いて前記ウェハの外周部のみが接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、
前記段差部は、前記ウェハによる押接によって平坦になることを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置及び研磨方法に関し、特に、半導体集積回路の製造工程等における、化学機械研磨（Chemical Mechanical Polishing：ＣＭＰ）法を用いるウェハの研磨装置及び研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、ウェハの表面の凹凸を平坦にする技術が重要となってきている。ウェハの表面の凹凸を平坦にする方法は、一般に、研磨装置に設けられた研磨パッドにウェハを押接し、スラリを用いて研磨する化学機械研磨（Chemical Mechanical Polishing：ＣＭＰ）法が採用されている。
【０００３】
従来の研磨装置について、図７〜図９を参照しながら説明する。図７（ａ）及び（ｂ）は第１の従来例に係る研磨装置の断面を示し、図８（ａ）及び（ｂ）は第２の従来例に係る研磨装置の断面を示し、図９（ａ）及び（ｂ）は第３の従来例に係る研磨装置の断面を示している。また、各図面において（ａ）は、ウェハを研磨パッドに押接させる前における断面を示し、（ｂ）はウェハを研磨パッドに押接させた後（研磨中）における断面及び押接によりウェハにかかる圧力の分布を示している。
【０００４】
図７（ａ）に示すように、平坦なプラテン１０１の上に、全体の厚さが均一な研磨パッド１０２が貼付され、研磨パッド１０２の上のキャリアには、ウェハ１０３の側面及び裏面を保持するリテーナリング１０４が設けられている。リテーナリング１０４は、研磨中にウェハ１０３がキャリアから飛び出すことを防ぐために設けられている。
【０００５】
図７（ｂ）に示すように、ウェハ１０３の上から加圧することにより、ウェハ１０３を研磨パッド１０２に押接すると、リテーナリング１０４も共に研磨パッド１０２を押接するため、リテーナリング１０４の押接により研磨パッド１０２が弾性変形する。これにより、ウェハ１０３の周端面から中心方向に５ｍｍ〜２０ｍｍの領域１０５では、研磨パッド１０２の弾性変形のリバウンドにより研磨レートが増大する。
【０００６】
そこで、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、研磨パッド１０２において、リテーナリング１０４が接する領域に歪防止溝１０６を形成し、研磨パッド１０２の歪（弾性変形）を防止して、研磨レートを安定させる研磨装置が特許文献１等に提示されている。
【０００７】
これ以外にも、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、ウェハ１０３の上からの加圧を複数のゾーンに分割して制御できる領域（圧力ゾーンコントロール領域１０７）を設け、ウェハ１０３の周端面から中心方向に５ｍｍ〜２０ｍｍの領域１０５における加圧を下げることにより研磨レートを安定させる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２２１３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
研磨パッドの弾性変形のリバウンドは、研磨パッドに対するウェハの進行方向で起こるが、従来の研磨装置は、研磨パッドの外周部において歪防止溝が形成されるものの、ウェハの進行方向に歪防止溝は形成されていないため、リバウンドによる研磨レートの変動を抑える効果を有さない。また、仮に効果があった場合、リテーナリングに起因する研磨パッドの弾性変形は防げるが、ウェハの端部が研磨パッドを直接に押接するため、ウェハの端部に起因する研磨パッドの弾性変形は起こる。すなわち、歪防止溝を設けることは本質的な解決手段となっていない。
【００１０】
近年では、ウェハのゾーン加圧方式が主流となっており、さらに、リテーナリングの独立加圧も行われている。しかしながら、ウェハの外周部（特に、ウェハの周端面から中心方向に約３ｍｍの領域）において、圧力のゾーンコントロールだけでは十分に対応できない問題がある。それは、ウェハの飛び出しを防止するために、研磨パッドに対するリテーナリングの圧力をウェハのゾーン圧力よりも大きくする必要があり、結果的にウェハの外周部の研磨レートが減少するという問題である。ウェハの面内における研磨レートのばらつきは、ウェハから取れるチップの数の減少につながる。また、ウェハの外周部において、不安定な膜の残存（研磨レートが小さい場合）につながり、この部分からパーティクルが発生し、歩留りに影響を及ぼすおそれもある。これは、後工程になるほど影響が大きく、銅（Ｃｕ）−ＣＭＰ法においては特に重要である。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、その目的は、ウェハの外周部の研磨レートが減少することを防ぎ、ウェハ全体を均一に研磨できるようにすることにより、ウェハから取れるチップの数を増加し且つ歩留りを向上できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明は、研磨装置を、研磨パッドの表面に段差部を設ける構成とする。
【００１３】
具体的に、本発明に係る第１の研磨装置は、ウェハとリテーナリングとを保持するキャリアと、研磨パッドが貼付されているプラテンとを備え、研磨パッドは、その表面上であって、ウェハにより押接される際のウェハの外周部が接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、段差部は、ウェハによる押接によって平坦になることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る第１の研磨装置によると、研磨パッドは、その表面上であって、ウェハにより押接される際のウェハの外周部が接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、段差部は、ウェハによる押接によって平坦になる。このため、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができるので、チップの取れる数を増加させ、ウェハの外周部の膜剥がれを防止して歩留りを向上させることができる。
【００１５】
本発明に係る第２の研磨装置は、ウェハとリテーナリングとを保持するキャリアと、
研磨パッドが貼付されたプラテンとを備え、研磨パッドは、その表面上であって、ウェハにより押接されると共にウェハが回転軸に対して垂直な方向に揺動する際の、リテーナリングを除いてウェハの外周部のみが接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、段差部は、ウェハによる押接によって平坦になることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る第２の研磨装置によると、研磨パッドは、その表面上であって、ウェハにより押接されると共にウェハが回転軸に対して垂直な方向に揺動する際の、リテーナリングを除いてウェハの外周部のみが接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、段差部は、ウェハによる押接によって平坦になる。このため、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができるので、チップの取れる数を増加させ、ウェハの外周部の膜剥がれを防止して歩留りを向上させることができる。
【００１７】
本発明に係る第１の研磨装置及び第２の研磨装置において、段差部は、研磨パッドの厚さにより調整されてもよい。
【００１８】
本発明に係る第１の研磨装置及び第２の研磨装置において、段差部は、プラテンの表面の加工形状により調整されてもよい。
【００１９】
本発明に係る第１の研磨装置及び第２の研磨装置において、ウェハの外周部は、ウェハの周端面から中心方向に３ｍｍまでの領域であることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る第１の研磨装置及び第２の研磨装置において、平坦部から凸状部までの高さは、１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る第１の研磨方法は、ウェハとリテーナリングとを保持するキャリアと、研磨パッドが貼付されたプラテンとを備えた研磨装置を用いて、リテーナリング及びウェハを研磨パッドに押接し、ウェハ及び研磨パッドを共に回転させながら研磨を行う工程を備え、研磨パッドは、その表面上であって、ウェハにより押接される際のウェハの外周部が接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、段差部は、ウェハによる押接によって平坦になることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る第１の研磨方法によると、研磨パッドは、その表面上であって、ウェハにより押接される際のウェハの外周部が接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、段差部は、ウェハによる押接によって平坦になる。このため、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができるので、チップの取れる数を増加させ、ウェハの外周部の膜剥がれを防止して歩留りを向上させることができる。
【００２３】
本発明に係る第２の研磨方法は、ウェハとリテーナリングとを保持するキャリアと、研磨パッドが貼付されたプラテンとを備えた研磨装置を用いて、リテーナリング及びウェハを研磨パッドに押接すると共に揺動し、ウェハ及び研磨パッドを共に回転させながら研磨を行う工程を備え、研磨パッドは、その表面上であって、ウェハにより押接されると共にウェハが回転軸に対して垂直な方向に揺動する際の、リテーナリングを除いてウェハの外周部のみが接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、段差部は、ウェハによる押接によって平坦になることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る第２の研磨方法によると、研磨パッドは、その表面上であって、ウェハにより押接されると共にウェハが回転軸に対して垂直な方向に揺動する際の、リテーナリングを除いてウェハの外周部のみが接触する領域に、平坦部と凸状部とからなる段差部を有し、段差部は、ウェハによる押接によって平坦になる。このため、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができるので、チップの取れる数を増加させ、ウェハの外周部の膜剥がれを防止して歩留りを向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る研磨装置及び研磨方法によると、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができるため、チップの取れる数を増加させ、ウェハの外周部の膜剥がれを防止して歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る研磨装置の模式的な平面図である。（ｂ）及び（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る研磨装置を示し、（ｂ）はウェハを研磨パッドに押接する前の模式的な断面図であり、（ｃ）はウェハを研磨パッドに押接した後（研磨中）の模式的な断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接する前の断面図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接した後（研磨中）の断面図及びウェハにかかる圧力の分布を示す図である。
【図３】（ａ）は本発明の第１の実施形態の一変形例に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接する前の断面図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態の一変形例に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接した後（研磨中）の断面図及びウェハにかかる圧力の分布を示す図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る研磨装置の模式的な平面図である。（ｂ）及び（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係る研磨装置を示し、（ｂ）はウェハを研磨パッドに押接する前の模式的な断面図であり、（ｃ）はウェハを研磨パッドに押接した後（研磨中）の模式的な断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接する前の断面図であり、（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接した後（研磨中）の断面図及びウェハにかかる圧力の分布を示す図である。
【図６】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る研磨装置の模式的な平面図である。（ｂ）〜（ｅ）は本発明の第３の実施形態に係る研磨装置を示し、（ｂ）はウェハを研磨パッドに押接する前の模式的な断面図であり、（ｃ）〜（ｅ）はウェハを研磨パッドに押接した後（研磨中）の模式的な断面図である。
【図７】（ａ）は第１の従来例に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接する前の断面図であり、（ｂ）は第１の従来例に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接した後（研磨中）の断面図及びウェハにかかる圧力の分布を示す図である。
【図８】（ａ）は第２の従来例に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接する前の断面図であり、（ｂ）は第２の従来例に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接した後（研磨中）の断面図及びウェハにかかる圧力の分布を示す図である。
【図９】（ａ）は第３の従来例に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接する前の断面図であり、（ｂ）は第３の従来例に係る研磨装置におけるウェハを研磨パッドに押接した後（研磨中）の断面図及びウェハにかかる圧力の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る研磨装置及び研磨方法について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００２８】
まず、本発明の第１の実施形態に係る研磨装置について説明する。
【００２９】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、平坦なプラテン１１の上に研磨パッド１２が貼付されている。研磨パッド１２の上にはキャリア（図示せず）が設けられ、該キャリアにはウェハ１３の側面及び裏面を保持するリテーナリング１４が設けられている。リテーナリング１４は、研磨中にウェハ１３がキャリアから飛び出すことを防ぐために設けられている。研磨パッド１２の表面において、ウェハ１３の外周部のみが接触する外側接触領域１５及び内側接触領域１６は、他の領域と比較して凸状となっている。
【００３０】
図１（ｃ）に示すように、ウェハ１３を研磨パッド１２に押接すると、研磨パッド１２の凸状部における押接された部分は平坦となる。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、研磨パッド１２は、硬質層である上層研磨パッド１７と軟質層である下層研磨パッド１８とが積層された積層パッドである。これにより、平坦性を向上し、面内均一性を確保している。下層研磨パッド１８は平坦であり、上層研磨パッド１７の表面は、ウェハ１３の外周部（例えば、ウェハ１３の周端面から中心方向に約３ｍｍの領域）が接触する領域である研磨パッド厚さ調整領域１９に、なだらかな傾斜をつけることにより、段差部２０が形成されている。研磨パッド厚さ調整領域１９の幅は、例えば５ｍｍ以下とする。上層研磨パッド１７の平坦部から凸状部の頂面までの高さである凸状部の高さＨは、所望の研磨レートの増大量を考慮して決定する。ここでは、１ｍｍ以下であることが好ましい。ウェハ１３において、研磨パッド厚さ調整領域１９よりも中心側の領域には、圧力のゾーンコントロールが可能な圧力ゾーンコントロール領域２１が設けられている。
【００３２】
上層研磨パッド１７の厚さの加工は、カッティングによる加工及びダイヤモンドドレスによる加工等が用いられる。
【００３３】
段差部２０を設けて研磨を行うと、図２（ｂ）に示すように、研磨パッド厚さ調整領域１９におけるウェハ１３にかかる圧力は、他の領域よりも大きくすることができ、他の領域におけるウェハ１３にかかる圧力は影響を受けることがない。ところで、ウェハ１３は回転しているため、ウェハ１３の外周部が、研磨パッド厚さ調整領域１９を通過するときはウェハ１３の中央等に比べ圧力が大きくなり（研磨レートが増大）、研磨パッド厚さ調整領域１９を過ぎると、逆にウェハ１３の中央等に比べ圧力が小さくなる（研磨レートが減少）。平均研磨レートは、この積分により決まるため、この点を考慮して、ウェハ１３の外周部が、研磨パッド厚さ調整領域１９を通過するときの研磨レートの決定、すなわち、凸状部の高さＨの決定をする必要がある。
【００３４】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、研磨パッド厚さ調整領域１９において、上層研磨パッド１７ではなく、下層研磨パッド１８の厚さを調整することにより、同様の効果を得ることができる。但し、上層研磨パッド１７と下層研磨パッド１８とでは弾性率が変わるため、厚さの調整量は同一とはならない。
【００３５】
研磨パッド１２の表面に対して、外側接触領域１５及び内側接触領域１６の両方を凸状としたが、どちらか一方でも構わない。その場合、外側接触領域１５を凸状にする方が効果は大きい。
【００３６】
ここまで、ウェハ１３の外周部の研磨レートを上げるための研磨装置について説明したが、研磨パッド１２の平坦部の厚さと凸状部の厚さとを反転させれば、研磨レートを下げることも可能である。
【００３７】
本発明の第１の実施形態に係る研磨装置によると、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができる。これにより、チップが取れる数が増加し、チップコストの低減につながる効果がある。このような観点から、本発明は化学機械研磨（ＣＭＰ）法の全工程が対象である。また、ウェハの外周部におけるパーティクルの発生の防止にもつながるため、歩留りを向上できる。
【００３８】
次に、本発明の第１の実施形態に係る研磨方法について説明する。
【００３９】
図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、上記の研磨装置を用いて、ウェハ１３を、凸状部を有する研磨パッド１２に押接することにより研磨する。
【００４０】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、研磨パッド１２の表面において、ウェハ１３の外周部のみが接触する外側接触領域１５及び内側接触領域１６は、研磨パッド１２の他の領域と比較して凸状となっている。ウェハ１３を研磨パッド１２に押接すると、研磨パッド１２の凸状部における押接された部分は平坦になる。これにより、ウェハ１３の外周部の研磨レートが増大し、他の領域の研磨レートは影響を受けることがない。
【００４１】
本発明の第１の実施形態に係る研磨方法によると、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができる。これにより、チップが取れる数が増加し、チップコストの低減につながる効果がある。このような観点から、本発明はＣＭＰ法の全工程が対象である。また、ウェハの外周部におけるパーティクルの発生の防止にもつながるため、歩留りを向上できる。
【００４２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る研磨装置について、図４及び図５を参照しながら説明する。第２の実施形態において、第１の実施形態と同一部材については同一の符号を付すことにより説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４３】
第２の実施形態に係る研磨装置は、第１の実施形態と異なり、プラテンの中央部及び周縁部に段差によるになだらかな傾斜がつけられている。
【００４４】
具体的には、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）に示すように、研磨パッド１２の表面において、ウェハの外周部（例えば、ウェハ１３の周端面から中心方向に約３ｍｍの領域）が接触する領域であるプラテン平坦度調整領域２２におけるプラテン１１の上面になだらかな傾斜をつけることにより段差部２０が形成されている。プラテン平坦度調整領域２２の幅は、例えば５ｍｍ以下とする。研磨パッド１２の平坦部から凸状部の頂面までの高さである凸状部の高さＨは、所望の研磨レートの増大量を考慮して決定する。ここでは、１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４５】
段差部２０を設けて研磨を行うと、図５（ｂ）に示すように、プラテン平坦度調整領域２２におけるウェハ１３にかかる圧力は、他の領域よりも圧力を大きくすることができ、他の領域におけるウェハ１３にかかる圧力は影響を受けることがない。ところで、ウェハ１３は回転しているため、ウェハ１３の外周部が、プラテン平坦度調整領域２２を通過するときはウェハ１３の中央等に比べ圧力が大きくなり（研磨レートが増大）、プラテン平坦度調整領域２２を過ぎると、逆にウェハ１３の中央等に比べ圧力が小さくなる（研磨レートが減少）。平均研磨レートは、この積分で決まるため、この点を考慮して、ウェハ１３の外周部が、プラテン平坦度調整領域２２を通過するときの研磨レートの決定、すなわち、凸状部の高さＨの決定をする必要がある。
【００４６】
また、プラテン１１の表面に対して、外側接触領域１５と内側接触領域１６の両方を凸状としたが、どちらか一方でも構わない。その場合、外側接触領域１５を凸状にする方が効果は大きい。
【００４７】
ここまで、ウェハの外周部の研磨レートを上げるための研磨装置について説明したが、プラテン１１の平坦部の厚さと凸状部の厚さとを反転させれば、研磨レートを下げることも可能である。
【００４８】
本発明の第２の実施形態に係る研磨装置によると、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができる。これにより、チップが取れる数が増加し、チップコストの低減につながる効果がある。このような観点から、本発明はＣＭＰ法の全工程が対象である。また、ウェハの外周部におけるパーティクルの発生の防止にもつながるため、歩留りを向上できる。
【００４９】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る研磨装置及び研磨方法について、図６を参照しながら説明する。第３の実施形態において、第１の実施形態及び第２の実施形態と同一部材については同一の符号を付すことにより説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５０】
まず、本発明の第３の実施形態に係る研磨装置について説明する。
【００５１】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、プラテン１１の上に、凸状部を有する研磨パッド１２が貼付されている。本実施形態において、ウェハ１３は研磨パッド１２に押接されると共に回転軸に対して垂直な方向に揺動する。研磨パッド１２の表面には、ウェハ１３が揺動する領域の中心に位置する場合におけるウェハ１３の周端面から所定の間隔を有する領域に、なだらかな傾斜がつけられて段差部２０が形成されることにより、凸状部が形成されている。ここで、研磨パッド１２の平坦部から凸状部の頂面までの高さである凸状部の高さＨは、所望の研磨レートの増大量を考慮して決定する。ここでは、１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５２】
図６（ｃ）〜（ｅ）に示すように、ウェハ１３を研磨パッド１２に押接し、ウェハ１３を揺動させると、ウェハ１３の外周部（例えば、ウェハ１３の周端面から中心方向に約３ｍｍの領域）が研磨パッド１２の凸状部に乗り上げた領域は、研磨パッド１２の凸状部が押しつぶされて平坦になる。ここで、段差部２０が形成される領域は、ウェハ１３を揺動させる際にリテーナリング１４を除くウェハ１３の外周部のみが接する領域である必要がある。こうすることにより、ウェハ１３の外周部の研磨レートが増大し、他の領域の研磨レートは影響を受けることがない。
【００５３】
本発明の第３の実施形態に係る研磨装置によると、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができる。揺動速度及び範囲を制御することにより、第１の実施形態と比べ、より一層、ウェハ外周部の研磨レートの制御性が向上する。これにより、チップが取れる数が増加し、チップコストの低減につながる効果がある。このような観点から、本発明はＣＭＰ法の全工程が対象である。また、ウェハの外周部におけるパーティクルの発生の防止にもつながるため、歩留りを向上できる。
【００５４】
本実施形態において、第１の実施形態と同様に研磨パッド１２に傾斜をつけている場合について説明したが、第２の実施形態と同様にプラテンに傾斜をつけても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施形態に係る研磨方法について説明する。
【００５６】
図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、上記の研磨装置を用いて、ウェハ１３を凸状部を有する研磨パッド１２に押接する。
【００５７】
図６（ｄ）及び（ｅ）に示すように、ウェハ１３を研磨パッド１２に押接した後、ウェハ１３を回転軸に対して垂直な方向に揺動させながら研磨する。研磨パッド１２の表面には、ウェハ１３が揺動する領域の中心に存在する場合におけるウェハ１３の周端面から所定の間隔を有する領域に、なだらかな傾斜がつけられて段差部２０が形成されることにより、凸状部が形成されている。ウェハ１３が研磨パッド１２の凸状部に乗り上げた領域は、研磨パッド１２の凸状部が押しつぶされて平坦になる。段差部２０が形成される領域は、ウェハ１３を揺動させる際に、リテーナリング１４を除くウェハ１３の外周部のみが接する領域である必要がある。こうすることにより、ウェハ１３の外周部の研磨レートが増大し、他の領域の研磨レートは影響を受けることがない。
【００５８】
本発明の第３の実施形態に係る研磨方法によると、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができる。揺動速度及び範囲を制御することにより、第１の実施形態と比較し、ウェハ外周部の研磨レートの制御性がより一層向上する。これにより、チップが取れる数が増加し、チップコストの低減につながる効果がある。このような観点から、本発明はＣＭＰ法の全工程が対象である。また、ウェハの外周部におけるパーティクルの発生の防止にもつながるため、歩留りを向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る研磨装置及び研磨方法は、ウェハの外周部を除く内側の領域における研磨レートの面内均一性を犠牲にすることなく、ウェハの外周部の研磨レートを上げることができるため、チップの取れる数を増加させ、ウェハの外周部の膜剥がれを防止して歩留りを向上させることができ、特に、半導体集積回路の製造工程等における、化学機械研磨（ＣＭＰ）法を用いるウェハの研磨装置及び研磨方法等に有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１１  プラテン
１２  研磨パッド
１３  ウェハ
１４  リテーナリング
１５  外側接触領域
１６  内側接触領域
１７  上層研磨パッド
１８  下層研磨パッド
１９  研磨パッド厚さ調整領域
２０  段差部
２１  圧力ゾーンコントロール領域
２２  プラテン平坦度調整領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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