(57)【要約】【課題】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。【解決手段】本発明に係る研磨装置は、ウェハＷの被研磨面ＷＳを研磨する研磨面ＰＳを有した研磨パッド３２と、研磨時に被研磨面ＷＳの外周部よりはみ出した研磨面のはみ出し部分ＤＳに当接して研磨パッド３２を支持する支持部材５１とを有し、研磨面ＰＳを被研磨面ＷＳに当接させて相対移動させながら被研磨面ＷＳの研磨を行う研磨装置において、支持部材５１を支持するとともに支持部材５１に研磨面のはみ出し部分ＤＳを押圧させる支持部材駆動部５５と、研磨面のはみ出し部分ＤＳの面積、または研磨面ＰＳの面内もしくは被研磨面ＷＳの面内におけるウェハＷに対する研磨パッド３２の相対位置に応じて、支持部材５１の研磨面のはみ出し部分ＤＳ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５５を制御する制御装置９０とを有して構成される。【選択図】  図２
2004327774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
研磨時に前記被研磨面の外周部よりはみ出した前記研磨面のはみ出し部分に当接して前記研磨パッド部材を支持する支持部材とを有し、
前記研磨面を前記被研磨面に当接させて相対移動させながら前記被研磨面の研磨を行う研磨装置において、
前記支持部材を前記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、前記支持部材を前記研磨面のはみ出し部分に向けて駆動し前記支持部材に前記研磨面のはみ出し部分を押圧させる支持部材駆動部と、
前記研磨面のはみ出し部分の面積、または前記研磨面の面内もしくは前記被研磨面の面内における前記研磨対象物に対する前記研磨パッド部材の相対位置に応じて、前記支持部材の前記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前記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研磨装置。
【請求項２】
前記研磨面の面内もしくは前記被研磨面の面内における前記研磨対象物に対する前記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、
前記制御手段は、前記研磨パッド部材の相対位置を基に前記研磨面のはみ出し部分の面積を算出し、算出された前記研磨面のはみ出し部分の面積と前記支持部材の前記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前記支持部材駆動部の所要駆動力を算出して、前記所要駆動力が得られるように前記支持部材駆動部を制御す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】
前記研磨パッド部材の直径が前記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請求項１もしくは請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記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。
【請求項５】
前記支持部材駆動部は、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。
【請求項６】
前記支持部材はリング状であって、前記研磨対象物を取り囲むように配設されており、
前記研磨対象物の回転に伴って前記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。
【請求項７】
前記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前記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半導体デバイス製造方法。
【請求項８】
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半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【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（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；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（Ｅｄｇｅ  Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ）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（Ｏｖｅｒ  Ｈａｎｇ）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（Ｏｖｅｒ  Ｈａｎｇ）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
【図１】
2004327774.tif 000003
【図２】
2004327774.tif 000004
【図３】
2004327774.tif 000005
【図４】
2004327774.tif 000006
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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