(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドが貼り付けられた回転定盤と、
前記研磨パッド上に載置されたウェーハを押圧しながら保持する研磨ヘッドとを備え、
前記研磨ヘッドは、
前記ウェーハの上面に当接して押圧力を付与するメンブレンと、
前記メンブレンを支持する支持プレートとを備え、
前記メンブレンは、前記支持プレートの底面と対向する主面部と、前記支持プレートの外周端面と対向する側面部とを有し、
前記メンブレンの前記側面部による縦方向の張力は、前記メンブレンの前記主面部による横方向の張力よりも大きいことを特徴とするウェーハ研磨装置。
【請求項２】
前記支持プレートの厚み（Ｐｈ）に対する前記メンブレンの前記側面部の内側の高さ（Ｍｈ）の寸法比（Ｍｈ／Ｐｈ）は、０．７５よりも大きく且つ１よりも小さい、請求項１に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項３】
前記支持プレートの直径（Ｐｄ）に対する前記メンブレンの前記主面部の内側の直径（Ｍｄ）の寸法比（Ｍｄ／Ｐｄ）は、０．９５よりも大きく且つ１以下である、請求項１または２に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項４】
前記メンブレンは、独立に加圧制御可能な複数の加圧ゾーンに分割されることなく単一の加圧ゾーンを構成している、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項５】
前記研磨ヘッドは、前記ウェーハの外周端面に当接して前記ウェーハを水平方向の動きを規制するリテーナリングをさらに備え、
前記リテーナリングの底面は前記研磨パッドの表面に接触しない、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項６】
研磨パッドが貼り付けられた回転定盤上に載置されたウェーハを押圧しながら保持するウェーハ研磨装置の研磨ヘッドであって、
前記ウェーハの上面に当接して押圧力を付与するメンブレンと、
前記メンブレンを支持する支持プレートとを備え、
前記メンブレンは、前記支持プレートの底面と対向する主面部と、前記支持プレートの外周端面と対向する側面部とを有し、
前記メンブレンの前記側面部による縦方向の張力は、前記メンブレンの前記主面部による横方向の張力よりも大きいことを特徴とする研磨ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ研磨装置及びこれに用いる研磨ヘッドに関し、特に、メンブレン加圧方式の研磨ヘッドおよび当該研磨ヘッドを用いたウェーハ研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの基板材料としてシリコンウェーハが広く用いられている。シリコンウェーハは、シリコン単結晶インゴットに外周研削、スライス、ラッピング、エッチング、両面研磨、片面研磨、洗浄等の工程を順次行うことにより製造される。このうち、片面研磨工程は、ウェーハ表面の凹凸やうねりをなくして平坦度を高めるために必要な工程であり、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械研磨）法による鏡面加工が行われる。
【０００３】
通常、シリコンウェーハの片面研磨工程では枚葉式のウェーハ研磨装置（ＣＭＰ装置）が用いられる。このウェーハ研磨装置は、研磨パッドが貼り付けられた回転定盤と、研磨パッド上のウェーハを押圧しながら保持する研磨ヘッドとを備えており、スラリーを供給しながら回転定盤および研磨ヘッドをそれぞれ回転させることによりウェーハの片面を研磨する。
【０００４】
ウェーハの全面を均一に押圧してウェーハ面内の研磨量の均一性を高めるため、メンブレン加圧方式の研磨ヘッドを用いたウェーハ研磨装置が用いられている。例えば、特許文献１には、研磨パッド上のウェーハに押圧力を伝達するメンブレンと、メンブレンの張力を調整する張力調整手段を備えたウェーハ研磨装置が記載されている。また、特許文献２には、ウェーハ面内の研磨量の均一化を図るため、メンブレン（弾性体膜）のウェーハ保持面に表面粗さが異なる領域を同心円状に配置し、外周から半径の１０％以上８０％以下の第１の領域の算術平均粗さＲａが５．０μｍ以上５０μｍ以下であり、第１の領域の内側の第２の領域の算術平均粗さＲａが５．０μｍ未満である研磨ヘッドが記載されている。さらに特許文献３には、円形の底部と、底部の外縁から起立した壁部と、壁部の上端より円の中心方向に延びる環状部と、環状部の終端に位置する突出部とを有する研磨ヘッド用メンブレンが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５２１７号公報
【特許文献２】特開２００７−１２９１８号公報
【特許文献３】特開２００５−７９４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のメンブレン加圧方式の研磨ヘッドにおいて、メンブレンは円盤状の支持プレートに支持されており、メンブレンの内側の直径寸法は、支持プレートの直径寸法と同一かそれよりもわずかに小さな寸法に設定されており、またメンブレンゴムの内側の高さ寸法は支持プレートの高さ寸法と同一に設定されていた。そしてこのようなメンブレンをエア加圧することにより、ウェーハと対向するメンブレンの押圧面に弾性力を付与し、これによりウェーハの全面を均一に押圧していた。
【０００７】
しかしながら、メンブレンの内側の直径寸法が支持プレートの直径寸法よりも小さく且つメンブレンの内側の高さ寸法が支持プレートの高さ寸法とほぼ同じである場合には、ウェーハに接触するメンブレンの主面部による水平方向（横方向）の張力がメンブレンの側面部による垂直方向（縦方向）の張力よりも大きいため、メンブレンによる押圧力の面内分布にばらつきが生じ、ウェーハの研磨量（取り代）の面内ばらつきが大きくなるという問題がある。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、ウェーハ面内の研磨量の均一性を高めることが可能なウェーハ研磨装置およびこれに用いる研磨ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明によるウェーハ研磨装置は、研磨パッドが貼り付けられた回転定盤と、前記研磨パッド上に載置されたウェーハを押圧しながら保持する研磨ヘッドとを備え、前記研磨ヘッドは、前記ウェーハの上面に当接して押圧力を付与するメンブレンと、前記メンブレンを支持する支持プレートとを備え、前記メンブレンは、前記支持プレートの底面と対向する主面部と、前記支持プレートの外周端面と対向する側面部とを有し、前記メンブレンの前記側面部による縦方向の張力は、前記メンブレンの前記主面部による横方向の張力よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による研磨ヘッドは、研磨パッドが貼り付けられた回転定盤上に載置されたウェーハを押圧しながら保持するものであって、前記ウェーハの上面に当接して押圧力を付与するメンブレンと、前記メンブレンを支持する支持プレートとを備え、前記メンブレンは、前記支持プレートの底面と対向する主面部と、前記支持プレートの外周端面と対向する側面部とを有し、前記メンブレンの前記側面部による縦方向の張力は、前記メンブレンの前記主面部による横方向の張力よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、メンブレンの主面部による横方向の張力によってコーナー部が主面部側に引っ張られてコーナー部付近の平坦度が悪化することを防止することができる。したがって、メンブレンの弛みを防止してウェーハ押圧面に生じる圧力の均一化を図ることができ、ウェーハの取り代の面内分布の均一性を高めることができる。
【００１２】
本発明において、前記支持プレートの厚み（Ｐｈ）に対する前記メンブレンの前記側面部の内側の高さ（Ｍｈ）の寸法比（Ｍｈ／Ｐｈ）は、０．７５よりも大きく且つ１よりも小さいことが好ましい。また、前記支持プレートの直径（Ｐｄ）に対する前記メンブレンの前記主面部の内側の直径（Ｍｄ）の寸法比（Ｍｄ／Ｐｄ）は、０．９５よりも大きく且つ１以下であることが好ましい。支持プレートに対するメンブレンの内径の寸法比がこの範囲内であれば、メンブレンの弛みに起因するウェーハの研磨量のばらつきを抑えることができると共に、メンブレンのサイズが小さすぎて支持プレートに取り付けできない事態を回避することができる。
【００１３】
本発明において、前記メンブレンは、独立に加圧制御可能な複数の加圧ゾーンに分割されることなく単一の加圧ゾーンを構成していることが好ましい。また、前記研磨ヘッドは、前記ウェーハの外周端面に当接して前記ウェーハを水平方向の動きを規制するリテーナリングをさらに備え、前記リテーナリングの底面は前記研磨パッドの表面に接触しないことが好ましい。ウェーハ研磨装置がいわゆるシングルゾーン加圧方式のウェーハ加圧機構や非接地タイプのリテーナリングを採用する場合には、本発明の上記効果が大きく、ウェーハ面内の研磨量の均一性をより一層高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ウェーハ面内の研磨量の均一性を高めることが可能なウェーハ研磨装置およびこれに用いる研磨ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態によるウェーハ研磨装置の構成を概略的に示す側面断面図である。
【図２】メンブレンおよび支持プレートの構造を示す側面断面図であって、（ａ）はメンブレンを支持プレートに取り付けた状態、（ｂ）はメンブレン単体、（ｃ）は支持プレート単体をそれぞれ示している。
【図３】支持プレートに対するメンブレンの縦寸法比の変化とウェーハの研磨量の周方向のばらつきとの関係を示すグラフである。
【図４】支持プレートに対するメンブレンの横寸法比の変化とウェーハの研磨量の径方向のばらつきとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態によるウェーハ研磨装置の構成を概略的に示す側面断面図である。
【００１８】
図１に示すように、ウェーハ研磨装置１は、研磨パッド２２が貼り付けられた回転定盤２１と、研磨パッド２２上に載置されたウェーハＷを押圧しながら保持するメンブレン加圧方式の研磨ヘッド１０とを備えている。研磨パッド２２上にスラリーを供給しながら回転定盤２１および研磨ヘッド１０に保持されたウェーハＷをそれぞれ回転させることにより、研磨パッド２２と接するウェーハＷの片面を研磨することができる。
【００１９】
研磨ヘッド１０は、昇降可能に支持された回転軸１１と、回転軸１１の下端に接続されたステンレス製の加圧フランジ１２と、高さ調整スペーサ１３を介して加圧フランジ１２の底面に取り付けられたリテーナリング１４と、加圧フランジ１２に取り付けられた支持プレート１５と、支持プレート１５に取り付けられたメンブレン１６とを備えている。支持プレート１５はドライブ伝達ピン１７を介して加圧フランジ１２に連結されており、加圧フランジ１２と共に回転可能である。また研磨ヘッド１０は、メンブレン１６の内部にエアを送り込むためのメンブレン加圧ライン１８と、メンブレン高さ調整チューブ１９と、メンブレン高さ調整スペーサ２０とを備えており、メンブレン１６の上端部はメンブレン高さ調整スペーサ２０に押圧されて固定されている。
【００２０】
リテーナリング１４は加圧フランジ１２の底面に固定されたガイド部材である。本実施形態のリテーナリング１４の底面は研磨工程中に研磨パッド２２の表面に接触しておらず、両者の間には所定幅の隙間Ｇが常に形成されている。リテーナリング１４はメンブレン１６のように加圧フランジ１２から独立して動作可能な部材ではないため、リテーナリング１４の底面を研磨パッド２２に押し付けなくてもウェーハＷの外周端面をリテーナリング１４に当接させてウェーハＷの水平方向の動きを制限することができ、研磨ヘッド１０の外側へのウェーハの飛び出しを防止することができる。
【００２１】
メンブレン１６は可撓性を有する部材であって、その材質はＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）やシリコンゴムであることが好ましい。メンブレン１６の厚みは０．７〜１．５ｍｍであることが好ましく、ゴム硬度は３０〜６０度（JIS K 6253 typeA）であることが好ましい。
【００２２】
メンブレン１６の主面（底面）の平面形状はウェーハＷのサイズに合わせた円形であり、ウェーハＷの上面の実質全面と接している。メンブレン１６の主面はウェーハＷの上面を押圧する押圧面を構成しており、メンブレン１６を介してウェーハＷをエア加圧することによりウェーハＷは下方に押圧される。メンブレン１６と支持プレート１５との間の隙間は密閉空間であり、メンブレン加圧ライン１８から密閉空間内にエアを供給することにより、メンブレン１６に張力を付与することができ、ウェーハＷと対向するメンブレン１６の押圧面の弾性力を高めることができる。
【００２３】
メンブレン１６と支持プレート１５との間の密閉空間は複数の小部屋に区切られることなく単一の部屋を構成しているため、メンブレン加圧ライン１８から供給されるエアによってメンブレン１６の全体が膨張し、メンブレン１６と接するウェーハＷの上面には均一な押圧力が付与される。すなわち、メンブレン１６を用いた本実施形態のウェーハ加圧機構は、独立に加圧制御可能な複数の加圧ゾーンに分割されたマルチゾーン加圧方式ではなく、単一の加圧ゾーンを構成するシングルゾーン加圧方式を採用するものである。マルチゾーン加圧方式の場合、メンブレン１６の横方向の張力がウェーハＷの押圧力の面内分布に与える影響が小さいが、シングルゾーン加圧方式の場合、メンブレン１６の横方向の張力がウェーハＷの押圧力の面内分布に与える影響が大きく、ウェーハの研磨量（取り代）の面内ばらつきが大きくなりやすいことから、本発明の効果も顕著である。
【００２４】
図２は、メンブレン１６および支持プレート１５の構造を示す側面断面図であって、（ａ）はメンブレン１６を支持プレート１５に取り付けた状態、（ｂ）はメンブレン１６単体、（ｃ）は支持プレート１５単体をそれぞれ示している。
【００２５】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、メンブレン１６は、円形の主面部１６ａと、主面部１６ａの外周端から略直角に折れ曲がって上方に延びる側面部１６ｂと、側面部１６ｂの上端から略直角に折れ曲がって内径方向に延びるリング状の上面部１６ｃとを有し、上面部１６ｃの先端部には下向きの突起部１６ｄが設けられている。メンブレン１６の主面部１６ａは支持プレート１５の底面１５ｂと対向する部分であり、その外側表面（底面）は研磨パッド２２上に置かれたウェーハＷの上面の実質的に全面に接触してウェーハＷを押圧する押圧面を構成する。メンブレン１６の側面部１６ｂは支持プレート１５の外周端面１５ｃと対向する部分である。
【００２６】
リング状の上面部１６ｃの内径側には開口部１６ｆがあり、開口部１６ｆの直径は支持プレート１５の直径よりもわずかに小さい程度であるため、メンブレン１６の開口部１６ｆを通じて内枠内に支持プレート１５に嵌め込むことができ、メンブレン１６は支持プレート１５の底面を覆うように装着される。さらにメンブレン１６のリング状の上面部１６ｃが支持プレート１５の上面に密着すると共に、リング状の突起部１６ｄが支持プレート１５の上面に形成された係合溝１５ｄと係合する。さらに図１に示すように、メンブレン１６のリング状の上面部１６ｃが調整チューブ１９および調整スペーサ２０によって押さえ込まれており、これによりメンブレン１６の側面部１６ｂの上端が支持プレート１５に固定された状態となっている。
【００２７】
円盤状の支持プレート１５の底面１５ｂにはその外周に沿ってリング状の下向きの突起１５ａが設けられている。そのため、メンブレン１６の主面部１６ａが支持プレート１５の底面に密着することはなく、メンブレン１６と支持プレート１５との間には隙間Ｓが形成されるので、メンブレン１６内へのエアの入りを良くすることができる。メンブレン加圧ライン１８は、支持プレート１５を貫通する通気口１５ｅに連通しており、通気口１５ｅから密閉空間内に送り込まれたエアによりメンブレンが加圧される。
【００２８】
メンブレン１６の内側のサイズは支持プレート１５のサイズ以下であるので、支持プレート１５に装着するためにはメンブレン１６を多少引き伸ばさなければならず、支持プレート１５に装着されたメンブレン１６の主面部１６ａおよび側面部１６ｂには横方向および縦方向の張力がそれぞれ発生する。
【００２９】
メンブレン１６の側面部１６ｂによる縦方向の張力は、メンブレン１６の主面部１６ａによる横方向の張力よりも大きいことが必要である。縦方向の張力が横方向の張力と同等かそれよりも小さい場合には、メンブレン１６のコーナー部１６ｅが中心側に引っ張られて主面部１６ａの外周付近の平坦度が悪くなり、ウェーハ外周部において研磨量のばらつきが生じやすい。しかし、メンブレン１６の縦方向の張力を横方向の張力よりも大きい場合には、メンブレン１６のコーナー部１６ｅが外周側に引っ張られて主面部１６ａの外周付近を含む全面の平坦度が良好になるので、ウェーハ面内の研磨量の均一化を図ることができる。
【００３０】
本実施形態において、支持プレート１５の厚みＰｈに対するメンブレン１６の内側（内枠）の高さＭｈの寸法比（縦寸法比）は、０．７５よりも大きく且つ１以下（０．７５≦Ｍｈ／Ｐｈ＜１）であることが好ましい。Ｍｈ／Ｐｈが１以上である場合には、メンブレンの弛みによってウェーハの研磨量の周方向のばらつきが増大するからであり、Ｍｈ／Ｐｈが０．７５よりも小さい場合にはメンブレン１６の内側の高さ寸法が小さすぎるため縦方向の張力が強くなりすぎて支持プレート１５への取り付けが極めて困難となるからである。
【００３１】
支持プレート１５の直径Ｐｄに対するメンブレン１６の内側（内枠）の直径Ｍｄの寸法比（横寸法比）は、０．９５よりも大きく且つ１以下（０．９５≦Ｍｄ／Ｐｄ≦１）であることが好ましい。Ｍｄ／Ｐｄが１よりも大きい場合には、メンブレンの弛みによってウェーハの研磨量の径方向のばらつきが増大するからであり、Ｍｄ／Ｐｄが０．９５よりも小さい場合にはメンブレン１６の内側の直径寸法が小さすぎるため横方向の張力が強くなりすぎて支持プレート１５への取り付けが極めて困難となるからである。
【００３２】
支持プレート１５に装着されたメンブレン１６にかかる応力分布のシミュレーションの結果によれば、例えばＭｈ／Ｐｈ＝０．９９とし且つＭｄ／Ｐｄ＝０．９９とした従来のメンブレン構造体では、引張応力がメンブレン１６のコーナー部に集中するため、コーナー部付近の主面部の表面の歪みが大きくなり、ウェーハの押圧力の均一性が悪くなる。しかし、Ｍｈ／Ｐｈ＝０．７５とし且つＭｄ／Ｐｄ＝１．０とした本発明のメンブレンの構造体では、引張応力がメンブレン１６の側面部に集中し、これによりコーナー部付近の主面部の表面の歪みが小さくなり、ウェーハの押圧力の均一性が改善される。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によるウェーハ研磨装置１は、メンブレン加圧方式の研磨ヘッド１０を備え、メンブレン１６の側面部１６ｂによる縦方向の張力が主面部１６ａによる横方向の張力よりも大きいので、メンブレン１６の主面部１６ａの弛みを抑えてウェーハＷに均一な押圧力を付与することができる。また支持プレート１５の厚みＰｈに対するメンブレン１６の内側の高さＭｈの寸法比Ｍｈ／Ｐｈが支持プレート１５の直径Ｐｄに対するメンブレン１６の内側の直径Ｍｄの寸法比Ｍｄ／Ｐｄよりも小さいので、メンブレンのウェーハ押圧面に生じる圧力の均一化を図ることができる。したがって、メンブレン１６の弛みを防止してウェーハ面内の研磨量の均一性を高めることができる。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００３５】
例えば、上記実施形態において、研磨ヘッド１０のリテーナリング１４は加圧フランジ１２に固定されたものであるが、リテーナリング１４がメンブレン１６と同様に加圧フランジ１２とは独立して上下動可能な独立方式のものであってもよい。
【実施例】
【００３６】
支持プレートに対するメンブレンの縦横寸法比がウェーハの研磨量の面内分布にどのような影響を与えるかを評価した。この評価試験では、チョクラルスキー法により育成された結晶方位（１００）のシリコン単結晶インゴットから切り出され、両面研磨加工が施された直径４５０ｍｍ、厚み９２５μｍのＰ型シリコンウェーハを用意し、メンブレン加圧方式の研磨ヘッドを備えたウェーハ研磨装置を用いてウェーハを鏡面研磨した。研磨工程では、シリカ濃度０．３ｗｔ／％、シリカ粒子径３５ｎｍのスラリーを用い、またスエードタイプの研磨パッドを用いた。研磨ヘッドおよび回転定盤の回転速度は４０ｒｐｍとし、メンブレン圧力は１０ｋｐａとし、目標研磨量（取り代）を１μｍとした。
【００３７】
研磨工程では、縦横寸法が異なる複数のメンブレンサンプルを用意し、これらのメンブレンサンプルを用いてウェーハを研磨した。支持プレートに対するメンブレンの縦寸法比Ｍｈ／Ｐｈは、"１．０１"、"１．０"、"０．９０"、"０．８"、"０．７５"の５種類とした。また、支持プレートに対するメンブレンの横寸法比Ｍｄ／Ｐｄは"１．０１"、"１．０"、"０．９８"、"０．９５"の４種類とした。
【００３８】
その後、ウェーハ平坦度測定装置（黒田精工株式会社製「ナノメトロ４５０ＴＴ」）を用いて各ウェーハの研磨量の面内ばらつきを評価した。その結果を図３および図４に示す。
【００３９】
図３は、支持プレート１５に対するメンブレン１６の縦寸法比の変化とウェーハＷの研磨量の周方向のばらつきとの関係を示すグラフであり、横軸は縦寸法比Ｍｈ／Ｐｈ、縦軸はウェーハの周方向の厚みばらつき（ｎｍ）をそれぞれ示している。周方向の厚みばらつきの測定では、ウェーハを４５度ピッチで８セクターに分割し、各セクターにおける取り代分布の平均プロファイルを算出した。そして平均プロファイルの最大値と最小値との差をウェーハの周方向の厚みばらつきの値とした。
【００４０】
図３に示すように、メンブレンの縦寸法比が"１．０１"のときのウェーハの研磨量の周方向のばらつきは、メンブレンの横寸法比によらず５０ｎｍ以上であり、研磨量のばらつきが大きかった。またメンブレンの横寸法比が"１．０１"であるときのウェーハの研磨量の周方向のばらつきも、メンブレンの縦寸法比によらず５０ｎｍ以上であり、研磨量のばらつきが大きかった。一方、メンブレンの縦寸法比が"１．０"以下であるときのウェーハの研磨量の周方向のばらつきは、メンブレンの横寸法比が"１．０１"である場合を除き、研磨量のばらつきが小さく、特にメンブレンの縦寸法比が小さくなるほど小さくなる傾向があることが分かった。
【００４１】
図４は、支持プレート１５に対するメンブレン１６の横寸法比の変化とウェーハＷの研磨量の径方向のばらつきとの関係を示すグラフであり、横軸は横寸法比Ｍｄ／Ｐｄ、縦軸はウェーハの径方向の厚みばらつき（ｎｍ）をそれぞれ示している。ウェーハの周方向の厚みばらつきの値は、ウェーハの中心から２２３ｍｍの位置での最大値と最小値との差とした。
【００４２】
図４に示すように、メンブレンの横寸法比が"１．０１"のときのウェーハの研磨量の径方向のばらつきは、メンブレンの縦寸法比によらず２００ｎｍ以上であり、研磨量のばらつきが大きかった。またメンブレンの縦寸法比が"１．０１"であるときのウェーハの研磨量の径方向のばらつきも、メンブレンの横寸法比によらず２５０ｎｍ以上であり、研磨量のばらつきが大きかった。一方、メンブレンの横寸法比が"１．０"以下であるときのウェーハの研磨量の径方向のばらつきは、メンブレンの縦寸法比が"１．０１"である場合を除き、研磨量のばらつきが小さく、特にメンブレンの横寸法比が大きくなるほど小さくなる傾向があることが分かった。
【００４３】
以上の結果から、メンブレンの縦寸法比Ｍｈ／Ｐｈが０．７５〜１．０の範囲内であり且つ横寸法比Ｍｄ／Ｐｄが０．９５〜１．０の範囲内であればウェーハ面内の研磨量のばらつきを抑えて平坦度を確保できることが確認された。また、支持プレートに対するメンブレンの縦寸法比Ｍｈ／Ｐｈが横寸法比Ｍｄ／Ｐｄよりも小さい場合には、ウェーハ面内の研磨量の均一性をより一層高めることができ、縦寸法比Ｍｈ／Ｐｈと横寸法比Ｍｄ／Ｐｄとの差が大きいほどその効果も大きくなることが確認された。
【符号の説明】
【００４４】
１    ウェーハ研磨装置
１０    研磨ヘッド
１１    回転軸
１２    加圧フランジ
１３    調整スペーサ
１４    リテーナリング
１５    支持プレート
１５ａ    支持プレートの突起
１５ｂ    支持プレートの底面
１５ｃ    支持プレートの外周端面
１５ｄ    支持プレートの係合溝
１５ｅ    支持プレートの通気口
１６    メンブレン
１６ａ    メンブレンの主面部
１６ｂ    メンブレンの側面部
１６ｃ    メンブレンの上面部
１６ｄ    メンブレンの突起部
１６ｅ    メンブレンのコーナー部
１６ｆ    メンブレンの開口部
１７    ドライブ伝達ピン
１８    メンブレン加圧ライン
１９    メンブレン高さ調整チューブ
２０    メンブレン高さ調整スペーサ
２１    回転定盤
２２    研磨パッド
Ｗ    ウェーハ
【図１】
0006380333.tif 000002
【図２】
0006380333.tif 000003
【図３】
0006380333.tif 000004
【図４】
0006380333.tif 000005