(57)【要約】【課題】  被吸着物をしっかりと吸着保持しつつ被吸着物の加工精度を向上させることができる吸着装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る吸着装置６０は、真空源を用いて被吸着物を真空吸着することで、被吸着物を保持するように構成された吸着装置において、被吸着物の被吸着面に当接可能な円盤状の弾性部材７０を備え、弾性部材７０の吸着面７１に、真空源に繋がるリング状の溝部７２もしくはリング状に点在する穴部が形成され、吸着面７１に被吸着面を接触させて溝部７２もしくは穴部に負圧を作用させることで、被吸着面が吸着面７１に真空吸着されるように構成される。【選択図】  図２
2005066779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空源を用いて被吸着物を真空吸着することで、前記被吸着物を保持するように構成された吸着装置において、
前記被吸着物の被吸着面に当接可能な円盤状の弾性部材を備え、
前記弾性部材の吸着面に、真空源に繋がるリング状の溝部もしくはリング状に点在する穴部が形成され、前記吸着面に前記被吸着面を接触させて前記溝部もしくは前記穴部に負圧を作用させることで、前記被吸着面が前記吸着面に真空吸着されるように構成されることを特徴とする吸着装置。
【請求項２】
前記弾性部材の側面にＶ字形の溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸着装置。
【請求項３】
前記弾性部材の前記吸着面における前記溝部もしくは前記穴部の内側あるいは外側に、前記真空源に繋がるリング状の第２溝部もしくはリング状に点在する第２穴部が形成され、
前記吸着面に前記被吸着面を接触させて前記第２溝部もしくは前記第２穴部に負圧を作用させることで、前記被吸着面が前記吸着面に真空吸着されるように構成されており、
前記溝部もしくは前記穴部と前記真空源とを繋ぐ第１真空回路部が設けられるとともに、
前記第２溝部もしくは前記第２穴部と前記真空源とを繋ぐ第２真空回路部が前記第１真空回路部と独立して設けられることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の吸着装置。
【請求項４】
前記溝部もしくは前記穴部、または前記第２溝部もしくは前記第２穴部が、前記弾性部材の外周部から中心に向けて１０ｍｍの範囲内に形成され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吸着装置。
【請求項５】
被研磨物を真空吸着により保持可能な吸着装置と、前記被研磨物を研磨可能な研磨部材とを備え、前記研磨部材を前記被研磨物に当接させながら相対移動させて前記被研磨物の研磨を行うように構成された研磨装置において、
前記吸着装置が請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の吸着装置であることを特徴とする研磨装置。
【請求項６】
前記被研磨物は半導体ウェハであり、
請求項５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７】
請求項６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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被吸着物を真空吸着することで被吸着物を保持する吸着装置、および、この吸着装置を用いた研磨装置に関する。さらに、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。
【背景技術】
【０００２】
上述のような吸着装置は、例えば、ウェハ等の被研磨物を研磨する研磨装置に搭載され、被研磨物が吸着装置に吸着保持されるようになっている。ウェハの研磨に用いられる研磨装置は、例えば、ウェハよりも径が小さい研磨パッドを用いる研磨装置や、ウェハよりも径が大きい研磨パッドを用いる（コンベンショナルの）研磨装置が知られている。
【０００３】
ウェハよりも径が小さい研磨パッドを用いる研磨装置においては、研磨パッドがウェハに対して揺動運動しながら研磨を行っている。そのため、ウェハよりも径が大きい研磨パッドを用いる研磨装置のように、ウェハの表面が研磨パッドに全て覆われている訳ではないので、ウェハの裏面をテーブルとなるチャックに固定するなどして、ウェハがチャックより脱落しないようにした状態で研磨を行う必要がある。そこで、吸着装置を利用してウェハの裏面を負圧により吸着し固定する方法が用いられている。
【０００４】
このような研磨装置に用いられる吸着装置は、例えば、回転自在な円盤状のチャックと、このチャックの上面に貼り付けられたバッキングパッドとを有して構成され、バッキングパッドの上面にウェハの裏面が接触するようになっている。バッキングパッドは、ウレタン等を用いた軟質な弾性体であり、チャックの形状に合わせて円盤状に形成される。チャックおよびバッキングパッドには、真空源に繋がる多数の穴が設けられており、ウェハの裏面をバッキングパッドの上面に接触させて、これら多数の穴に負圧を作用させることで、ウェハの裏面がバッキングパッドの上面に真空吸着されるようになっている。このようにして、ウェハの裏面がバッキングパッドの上面に真空吸着された状態で、ウェハが吸着装置に吸着保持（固定）される。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１１２３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ウェハを堅固に固定するため、−９０ｋＰａ程度の高い負圧を作用させると、バッキングパッドに設けられた多数の穴の部分でウェハの裏面が下方へ強く引き付けられる。そのため、この状態でウェハの研磨を行うと、ウェハが変形した状態で研磨され、吸着を終了した状態においては穴で引き付けられた部分が高く（厚く）なるような研磨プロファイルの傾向が生じてしまう。このような問題に対し、負圧をウェハに対する影響の出ない程度（−４０ｋＰａ）に制御したり、バッキングパッドにおける穴の大きさや分布を最適化することで実用上問題のないレベルに改善することはできるが、ウェハをしっかり吸着しつつ、最高の研磨プロファイルを得るといった最善の解決策を得ることはできない。
【０００７】
また、軟質な弾性体であるバッキングパッドの上面にウェハの裏面を接触させて真空吸着を行う場合、ウェハの吸着される部分がバッキングパッドとともに僅かに凹むことは原理上避けられない。そのため、変形してもウェハの研磨プロファイルに悪影響を与えない場所を選んで吸着することが必要である。これに対し、硬い材料の上面にウェハの裏面を接触させて真空吸着を行うと、ウェハの吸着される部分が凹むことを回避することはできるが、研磨時にウェハ裏面の表面粗さがウェハ表面に転写されて研磨ムラが生じてしまう。
【０００８】
なお、ウェハを堅固に固定する方法として、ウェハの縁部をリング状の保持具（リテーナーリング）で引っ掛けて機械的にウェハを固定する方法もある。このようにすれば、ウェハの吸着による影響を回避することはできるが、ウェハと保持具との間のガタによりウェハの回転時にウェハが保持具から飛び出すおそれがあり、また、ウェハをチャック上で給排する毎に保持具を逃がす必要がある。
【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、被吸着物をしっかりと吸着保持しつつ被吸着物の加工精度を向上させることができる吸着装置、および、この吸着装置を用いた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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的達成のため、請求項１に係る発明の吸着装置は、真空源を用いて被吸着物を真空吸着することで、被吸着物を保持するように構成された吸着装置において、被吸着物の被吸着面に当接可能な円盤状の弾性部材を備え、弾性部材の吸着面に、真空源に繋がるリング状の溝部もしくはリング状に点在する穴部が形成され、吸着面に被吸着面を接触させて溝部もしくは穴部に負圧を作用させることで、被吸着面が吸着面に真空吸着されるように構成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明の吸着装置は、請求項１に記載の吸着装置において、弾性部材の側面にＶ字形の溝が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明の吸着装置は、請求項１もしくは請求項２に記載の吸着装置において、弾性部材の吸着面における溝部もしくは穴部の内側あるいは外側に、真空源に繋がるリング状の第２溝部もしくはリング状に点在する第２穴部が形成され、吸着面に被吸着面を接触させて第２溝部もしくは第２穴部に負圧を作用させることで、被吸着面が吸着面に真空吸着されるように構成されており、溝部もしくは穴部と真空源とを繋ぐ第１真空回路部が設けられるとともに、第２溝部もしくは第２穴部と真空源とを繋ぐ第２真空回路部が第１真空回路部と独立して設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明の吸着装置は、請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の吸着装置において、溝部もしくは穴部、または第２溝部もしくは第２穴部が、弾性部材の外周部から中心に向けて１０ｍｍの範囲内に形成され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、被研磨物を真空吸着により保持可能な吸着装置と、被研磨物を研磨可能な研磨部材とを備え、研磨部材を被研磨物に当接させながら相対移動させて被研磨物の研磨を行うように構成された研磨装置において、吸着装置が請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の吸着装置であることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明の半導体デバイス製造方法は、被研磨物は半導体ウェハであり、請求項５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。
【００１６】
請求項７に係る発明の半導体デバイスは、請求項６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。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被吸着物をしっかりと吸着保持しつつ被吸着物の加工精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。本発明の第一実施形態に係る吸着装置（ウェハ吸着装置６０）を備えた研磨装置の代表例であるＣＭＰ装置（化学的機械的研磨装置）を図１に示している。このＣＭＰ装置１は、被研磨物たるウェハ５０をその上面側に着脱自在に吸着保持可能なウェハ吸着装置６０と、このウェハ吸着装置６０の上方位置に設けられ、ウェハ吸着装置６０上に保持されたウェハ５０の被研磨面５１と対向する研磨パッド４５が取り付けられた研磨部材４０を保持してなる研磨ヘッド３０とを備えて構成されている。このＣＭＰ装置１では、研磨パッド４５の寸法（直径）はウェハ５０の寸法（直径）よりも小さく（すなわち研磨パッド４５はウェハ５０よりも小径であり）、研磨パッド４５をウェハ５０に接触させた状態で双方を相対移動させることにより、ウェハ５０の被研磨面（上面）５１全体を研磨できるようになっている。
【００１９】
これらウェハ吸着装置６０と研磨ヘッド３０とを支持する支持フレーム２０は、水平な基台２１と、この基台２１上にＹ方向（紙面に垂直な方向でこれを前後方向とする）に延びて設けられたレール（図示せず）上をＹ方向に移動自在に設けられた第１ステージ２２と、この第１ステージ２２から垂直（Ｚ方向）に延びるように設けられた垂直フレーム２３と、この垂直フレーム２３上をＺ方向（上下方向）に移動自在に設けられた第２ステージ２４と、この第２ステージ２４上から水平（Ｘ方向）に延びるように設けられた水平フレーム２５と、この水平フレーム２５上をＸ方向（左右方向）に移動自在に設けられた第３ステージ２６とを有して構成されている。
【００２０】
第１ステージ２２内には第１電動モータＭ１が設けられており、これを回転駆動することにより第１ステージ２２を上記レールに沿ってＹ方向に移動させることができる。また、第３ステージ２６内には第３電動モータＭ３が設けられており、これを回転駆動することにより第３ステージ２６を水平フレーム２５に沿ってＸ方向に移動させることができる。このため、上記電動モータＭ１，Ｍ３の回転動作を組み合わせることにより、第３ステージ２６をウェハ吸着装置６０上方の任意の位置に移動させることが可能である。
【００２１】
ウェハ吸着装置６０は基台２１上に設けられたテーブル支持部２７から上方に垂直に延びて設けられた回転軸２８の上端部に水平に取り付けられている。この回転軸２８はテーブル支持部２７内に設けられた第４電動モータＭ４を回転駆動することにより回転されるようになっており、これによりウェハ吸着装置６０をＸＹ面（水平面）内で回転させることができる。
【００２２】
研磨ヘッド３０は第３ステージ２６から下方に垂直に延びて設けられたスピンドル２９の下端部に取り付けられている。このスピンドル２９は第３ステージ２６内に設けられた第５電動モータＭ５を回転駆動することにより回転されるようになっており、これにより研磨ヘッド３０全体を回転させて研磨パッド４５をＸＹ面（水平面）内で回転させることができる。
【００２３】
ウェハ吸着装置６０は、図２および図３に示すように、ベース部材６１と、ベース部材６１の上面に取り付けられた吸着基材６５と、吸着基材６５の上面に取り付けられた弾性部材７０とを備えて構成される。ベース部材６１は、セラミックやステンレス等の高い剛性を有する材料を用いて円盤状に形成され、ネジ等の固定手段により回転軸２８の上端部に水平に取り付けられる。ベース部材６１の中心には中央通路６２が上下に貫通して形成されており、上端側は吸着基材６５の放射通路６７に繋がるとともに、下端側は図示しない真空源に繋がっている。
【００２４】
吸着基材６５は、ベース部材６１と同様に、セラミックやステンレス等の高い剛性を有する材料を用いて円盤状に形成され、ネジ等の固定手段によりベース部材６１の上面に取り付けられる。吸着基材６５の外周部近傍には、６つの下穴部６６，６６，…が同心円上に６０度間隔で設けられており、それぞれ上下に貫通して形成されている。吸着基材６５の下面側には、ベース部材６１との間に６つの放射通路６７，６７，…がそれぞれ形成されている。
【００２５】
放射通路６７，６７，…は、吸着基材６５の下面側で中心から外方へ延びるようにそれぞれ形成され、図３に示すように、中心側端部がベース部材６１の中央通路６２に繋がるとともに、外側端部が下穴部６６，６６，…にそれぞれ繋がっている。また、図５に示すように、下穴部６６の上端部には、下穴部６６より若干径の大きいザグリ部６８が形成されており、弾性部材７０の上穴部７３と位置を合わせ易いようになっている。
【００２６】
弾性部材７０は、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコンゴム等の硬質ゴム材料を用いて円盤状に形成され、加硫接着により吸着基材６５の上面に取り付けられる。弾性部材７０の上面は、図５に示すように、ウェハ５０の下面である被吸着面５２と接触する吸着面７１となっており、サンドペーパーによる研磨加工やラッピング加工等が施されて、表面の凹凸が２μｍ程度となるように仕上げられる。
【００２７】
弾性部材７０における吸着面７１の外周部近傍には、図２および図４に示すように、リング状の溝部７２が形成されており、吸着面７１にウェハ５０の被吸着面５２（下面）を接触させてこの溝部７２に負圧を作用させることで、ウェハ５０の被吸着面５２が弾性部材７０の吸着面７１に真空吸着されるようになっている。
【００２８】
また、弾性部材７０の外周部近傍には、６つの上穴部７３，７３，…が同心円上に６０度間隔で設けられており、それぞれ上下に貫通して形成されている。そして、図５に示すように、上穴部７３，７３，…は、上端部が溝部７２の底部に繋がるとともに、下端部が吸着基材６５の下穴部６６，６６，…にそれぞれ繋がるように構成される。これにより、ウェハ吸着装置６０において、溝部７２および下穴部６６，６６，…に繋がる上穴部７３，７３，…と、放射通路６７，６７，…に繋がる下穴部６６，６６，…と、中央通路６２に繋がる放射通路６７，６７，…と、真空源（図示せず）に繋がる中央通路６２とを有する真空回路部７５が構成され、溝部７２がこの真空回路部７５を介して真空源（図示せず）に繋がる。
【００２９】
このような構成のＣＭＰ装置１を用いてウェハ５０の研磨を行うには、まず、ウェハ吸着装置６０の上面に研磨対象となるウェハ５０を吸着取り付ける（このときウェハ５０の中心はウェハ吸着装置６０の回転中心に一致させる）。次に電動モータＭ１，Ｍ３を駆動して第３移動ステージ２６をウェハ５０の上方に位置させ、電動モータＭ５によりスピンドル２９を駆動して研磨ヘッド３０を回転させる。続いて、研磨ヘッド３０を上下動させるエアシリンダー（図示せず）を用いて研磨ヘッド３０を降下させ、研磨パッド４５の下面（研磨面）をウェハ５０の上面（被研磨面）に押し当てるようにする。
【００３０】
次に、図示しないエア供給源から研磨ヘッド３０内に所定のエアを供給して、研磨ヘッド３０内のエア圧によりウェハ５０と研磨パッド４５との接触圧を所定の値に設定する。そして、電動モータＭ１，Ｍ３を駆動して研磨ヘッド３０をＸＹ方向（ウェハ５０と研磨パッド４５との接触面の面内方向）に揺動させる。このとき同時に、図示しない研磨剤供給装置より研磨剤（シリカ粒を含んだ液状のスラリー）を圧送し、研磨パッド４５の下面側に研磨剤を供給させる。これにより、ウェハ５０の被研磨面９１は、研磨剤の供給を受けつつウェハ５０自身の回転運動と研磨ヘッド３０の（すなわち研磨パッド４５の）回転及び揺動運動とにより研磨される。
【００３１】
ウェハ吸着装置６０にウェハ５０を吸着取り付けするには、まず、図５に示すように、弾性部材７０の上面にウェハ５０を置き、弾性部材７０の吸着面７１（上面）にウェハ５０の被吸着面５２（下面）を接触させる。このとき、前述したように、ウェハ５０の中心はウェハ吸着装置６０、すなわち弾性部材７０の回転中心に一致させるようにする。そして、真空源（図示せず）および真空回路部７５を利用して弾性部材７０の溝部７２に負圧を作用させ、ウェハ５０の被吸着面５２を弾性部材７０の吸着面７１に真空吸着させる。これにより、ウェハ５０がウェハ吸着装置６０に吸着保持される。
【００３２】
ところで、図１０および図１１には、ウェハが載置される円盤状のチャックと、ウェハの縁部を保持するリング状の保持具（リテーナーリング）とを備えて構成されたウェハ保持装置（図示せず）において、チャックの外周部を一部切り欠いて、ウェハの縁部がチャックに対してはみ出る（オーバーハングする）ようにしてウェハを研磨した際の研磨プロファイルを示している。ここで、ウェハの径は２００ｍｍである。図１０および図１１から分かるように、チャックの外径が１９６ｍｍより１９０ｍｍの方が、ウェハの縁部近傍における研磨プロファイルが向上している。なお、チャックの径が１９０ｍｍのとき、ウェハの縁部から５ｍｍ程度内側の部分がチャックに対してはみ出て（オーバーハングして）いることになる。
【００３３】
さて、弾性部材７０の溝部７２に作用する負圧を大きくしていくと、溝部７２の外側に隣接する弾性部材７０の外壁部７４（図５を参照）は、幅が狭く座屈し易い形状であるため、溝部７２に作用する負圧が大きくなるのに伴って内側へ引き込まれるように座屈変形する。この変形により、図６に示すように、ウェハ５０の縁部近傍が下側へ引っ張られて曲がる。これにより、リング状に形成された溝部７２の内径を１９０ｍｍとすることで、上述した１９０ｍｍの径のチャックと同様の効果を得ることができる。
【００３４】
すなわち、以上のような構成のウェハ吸着装置６０によれば、ウェハ５０をしっかりと吸着保持しつつウェハ５０の研磨プロファイル（すなわち、加工精度）を向上させることができる。さらに、リング状の保持具（リテーナーリング）を用いずにウェハ５０を吸着保持することができるため、ウェハ５０の回転時にウェハ５０が装置から飛び出すおそれもなく、また、ウェハ５０を給排する毎に保持具（リテーナーリング）を逃がす必要もない。
【００３５】
なお、図１０および図１１から分かるように、弾性部材７０の溝部７２は、弾性部材７０の外周部から中心に向けて１０ｍｍの範囲内に形成されることが好ましい。このようにすれば、ウェハ５０の研磨プロファイル（加工精度）をより確実に向上させることが期待できる。
【００３６】
この結果、以上のような構成のウェハ吸着装置６０を備えたＣＭＰ装置１によれば、ウェハ５０をしっかりと吸着保持しつつウェハ５０の研磨プロファイル（すなわち、加工精度）を向上させることができる。
【００３７】
なお、上述の実施形態において、図７に示すように、弾性部材７０の側面にＶ字形の溝７９が形成されるようにしてもよい。このようにすれば、弾性部材７０の外壁部７４がより座屈し易くなる。
【００３８】
また、上述の実施形態において、弾性部材７０の吸着面７１にリング状の溝部７２が形成され、この溝部７２に負圧を作用させることで、ウェハ５０の被吸着面５２が弾性部材７０の吸着面７１に真空吸着されるようになっているが、これに限られるものではなく、弾性部材の吸着面においてリング状に点在する穴部を形成し、この穴部に負圧を作用させることで、ウェハの被吸着面が弾性部材の吸着面に真空吸着されるようにしてもよい。このようにすれば、リング状の溝部が形成される場合と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
次に、ウェハ吸着装置の第二実施形態について図８および図９を参照しながら説明する。第二実施形態におけるウェハ吸着装置１００は、ベース部材１１０と、ベース部材１１０の上面に取り付けられた吸着基材１２０と、吸着基材１２０の上面に取り付けられた弾性部材１３０とを備えて構成される。ベース部材１１０は、セラミックやステンレス等の高い剛性を有する材料を用いて円盤状に形成され、ネジ等の固定手段により回転軸２８の上端部に設けられたフランジ部１０１に水平に取り付けられる。
【００４０】
ベース部材１１０の中心には第１ベース通路１１１が上下に貫通して形成されており、上端側は吸着基材１２０の第１放射通路１２２に繋がるとともに、下端側はフランジ部１０１の中央に形成されたフランジ部第１通路１０２を介して図示しない真空源に繋がっている。ベース部材１１０の外周側には、６つの第２ベース通路１１２，１１２，…が同心円上に６０度間隔で設けられており、それぞれ上下に貫通して形成されている。そして、第２ベース通路１１２の上端側は吸着基材１２０の第２下穴部１２５に繋がるとともに、下端側はベース部材１１０の下面側に形成された第２放射通路１１３に繋がっている。
【００４１】
上述したように、ベース部材１１０の下面側には、フランジ部１０１との間に６つの第２放射通路１１３，１１３，…がそれぞれ形成されている。第２放射通路１１３，１１３，…は、ベース部材１１０の下面側で中心側から外方へ延びるようにそれぞれ形成され、図８に示すように、中心側端部がフランジ部１０１に設けられたフランジ部第２通路１０３，１０３，…を介して真空源に繋がるとともに、外側端部が第２ベース通路１１２，１１２，…にそれぞれ繋がっている。
【００４２】
吸着基材１２０は、ベース部材１１０と同様に、セラミックやステンレス等の高い剛性を有する材料を用いて円盤状に形成され、ネジ等の固定手段によりベース部材１１０の上面に取り付けられる。吸着基材１２０の外周部近傍には、６つの第１下穴部１２１，１２１，…が同心円上に６０度間隔で設けられており、それぞれ上下に貫通して形成されている。吸着基材１２０の下面側には、ベース部材１１０との間に６つの第１放射通路１２２，１２２，…がそれぞれ形成されている。
【００４３】
第１放射通路１２２，１２２，…は、吸着基材１２０の下面側で中心から外方へ延びるようにそれぞれ形成され、図８に示すように、中心側端部がベース部材１１０の第１ベース通路１１１に繋がるとともに、外側端部が第１下穴部１２１，１２１，…にそれぞれ繋がっている。また、図９に示すように、第１下穴部１２１の上端部には、第１下穴部１２１より若干径の大きいザグリ部１２３が形成されており、弾性部材１３０の第１上穴部１３３と位置を合わせ易いようになっている。
【００４４】
また、吸着基材１２０における第１下穴部１２１，１２１，…の内側には、６つの第２下穴部１２５，１２５，…が同心円上に６０度間隔で設けられており、それぞれ上下に貫通して形成されている。なお、第２下穴部１２５，１２５，…は、第１下穴部１２１，１２１，…に対し３０度だけ位相がずれて設けられており、上端部が弾性部材１３０の第２上穴部１３６に繋がるとともに、下端部がベース部材１１０の第２ベース通路１１２に繋がっている。また、第１下穴部１２１と同様に、第２下穴部１２５の上端部には、第２下穴部１２５より若干径の大きいザグリ部１２６が形成されており、弾性部材１３０の第２上穴部１３６と位置を合わせ易いようになっている。
【００４５】
弾性部材１３０は、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコンゴム等の硬質ゴム材料を用いて円盤状に形成され、加硫接着により吸着基材１２０の上面に取り付けられる。弾性部材１３０の上面は、ウェハ５０の被吸着面５２と接触する吸着面１３１となっており、サンドペーパーによる研磨加工やラッピング加工等が施されて、表面の凹凸が２μｍ程度となるように仕上げられる。
【００４６】
弾性部材１３０における吸着面１３１の外周部近傍には、リング状の溝部１３２が形成されており、吸着面１３１にウェハ５０の被吸着面５２（下面）を接触させてこの溝部１３２に負圧を作用させることで、ウェハ５０の被吸着面５２が弾性部材７０の吸着面７１に真空吸着されるようになっている。
【００４７】
また、弾性部材１３０の外周部近傍には、６つの第１上穴部１３３，１３３，…が同心円上に６０度間隔で設けられており、それぞれ上下に貫通して形成されている。そして、図９に示すように、第１上穴部１３３，１３３，…は、上端部が溝部１３２の底部に繋がるとともに、下端部が吸着基材１２０の第１下穴部１２１，１２１，…にそれぞれ繋がるように構成される。
【００４８】
これにより、ウェハ吸着装置１００において、溝部１３２および第１下穴部１２１，１２１，…に繋がる第１上穴部１３３，１３３，…と、第１放射通路１２２，１２２，…に繋がる第１下穴部１２１，１２１，…と、第１ベース通路１１１に繋がる第１放射通路１２２，１２２，…と、フランジ部第１通路１０２を介して真空源（図示せず）に繋がる第１ベース通路１１１とを有する第１真空回路部１４０が構成され、溝部１３２がこの第１真空回路部１４０を介して真空源（図示せず）に繋がる。
【００４９】
さらに、吸着面１３１における溝部１３２の内側には、リング状の第２溝部１３５が形成されており、吸着面１３１にウェハ５０の被吸着面５２（下面）を接触させて、（溝部１３２に加え）第２溝部１３５に負圧を作用させることで、ウェハ５０の被吸着面５２が弾性部材７０の吸着面７１に真空吸着されるようになっている。
【００５０】
また、弾性部材１３０における第１上穴部１３３，１３３，…の内側には、６つの第２上穴部１３６，１３６，…が同心円上に６０度間隔で設けられており、それぞれ上下に貫通して形成されている。そして、第２上穴部１３６，１３６，…は、第１上穴部１３３，１３３，…に対し３０度だけ位相がずれて設けられ、上端部が第２溝部１３５の底部に繋がるとともに、下端部が吸着基材１２０の第１下穴部１２５，１２５，…にそれぞれ繋がるように構成される。
【００５１】
これにより、ウェハ吸着装置１００において、第２溝部１３５および第２下穴部１２５，１２５，…に繋がる第２上穴部１３６，１３６，…と、第２ベース通路１１２，１１２，…に繋がる第２下穴部１２５，１２５，…と、第２放射通路１１３，１１３，…に繋がる第２ベース通路１１２，１１２，…と、フランジ部第２通路１０３，１０３，…を介して真空源（図示せず）に繋がる第２放射通路１１３，１１３，…とを有する第２真空回路部１４５が構成され、第２溝部１３５がこの第２真空回路部１４５を介して真空源（図示せず）に繋がる。なお、第２真空回路部１４５は、第１真空回路部１４０と独立して設けられる。
【００５２】
なお、図９に示すように、弾性部材１３０の側面にはV字形の溝１３９が形成されている。これにより、溝部１３２の外側に隣接する外壁部１３４がより座屈し易くなる。
【００５３】
このような構成のウェハ吸着装置１００にウェハ５０を吸着取り付けするには、まず、弾性部材１３０の上面にウェハ５０を置き、弾性部材１３０の吸着面１３１（上面）にウェハ５０の被吸着面５２（下面）を接触させる。このとき、ウェハ５０の中心はウェハ吸着装置１００，すなわち弾性部材１３０の回転中心に一致させるようにする。そして、真空源（図示せず）および第１真空回路部１４０を利用して弾性部材１３０の溝部１３２に負圧を作用させるとともに、真空源および第２真空回路部１４５を利用して弾性部材１３０の第２溝部１３５に負圧を作用させ、ウェハ５０の被吸着面５２を弾性部材１３０の吸着面１３１に真空吸着させる。これにより、ウェハ５０がウェハ吸着装置１００に吸着保持される。
【００５４】
そして、弾性部材１３０の溝部１３２および第２溝部１３５に作用する負圧を大きくしていくと、弾性部材１３０の外壁部１３４および、溝部１３２と第２溝部１３５との間に位置する内壁部１３７（図９を参照）は、幅が狭く座屈し易い形状であるため、溝部１３２および第２溝部１３５に作用する負圧が大きくなるのに伴って内側（もしくは外側）へ引き込まれるように座屈変形し、この変形により、ウェハ５０の縁部近傍が下側へ引っ張られて曲がる。
【００５５】
この結果、以上のような構成のウェハ吸着装置１００によれば、第一実施形態におけるウェハ吸着装置６０と同様に、前述した１９０ｍｍの径のチャックと同様の効果を得ることができ、ウェハ５０をしっかりと吸着保持しつつウェハ５０の研磨プロファイル（すなわち、加工精度）を向上させることができる。また、第２溝部１３５に繋がる第２真空回路部１４５は、溝部１３２に繋がる第１真空回路部１４０と独立して設けられているため、溝部１３２および第２溝部１３５に作用する負圧を個々に独立して制御することができ、ウェハ５０の曲げの位置をより自由にコントロールすることができる。
【００５６】
なお、弾性部材１３０の溝部１３２および第２溝部１３５は、第一実施形態におけるウェハ吸着装置６０と同様に、弾性部材１３０の外周部から中心に向けて１０ｍｍの範囲内に形成されることが好ましく、このようにすれば、ウェハ５０の研磨プロファイル（加工精度）をより確実に向上させることが期待できる。
【００５７】
なお、上述の第二実施形態において、弾性部材１３０の吸着面１３１にリング状の溝部１３２および第２溝部１３５が形成され、溝部１３２および第２溝部１３５に負圧を作用させることで、ウェハ５０の被吸着面５２が弾性部材１３０の吸着面１３１に真空吸着されるようになっているが、これに限られるものではなく、弾性部材の吸着面においてリング状に点在する穴部および第２穴部を形成し、穴部および第２穴部に負圧を作用させることで、ウェハの被吸着面が弾性部材の吸着面に真空吸着されるようにしてもよい。このようにすれば、リング状の溝部および第２溝部が形成される場合と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また、上述の各実施形態において、図１に示すように、研磨部材４０の下方においてウェハ吸着装置６０によりウェハ５０が吸着保持される研磨装置について説明したが、これに限られるものではなく、本発明は、研磨部材の上方においてウェハ吸着装置によりウェハが吸着保持される構成の研磨装置にも用いることができる。
【００５９】
続いて、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１２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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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、ウェハの加工精度および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、歩留まりが高く低コストの半導体デバイスとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る吸着装置を備えた研磨装置の一例であるＣＭＰ装置の正面図である。
【図２】吸着装置の平面図である。
【図３】吸着装置の正断面図である。
【図４】吸着装置の外周部近傍を示す平面拡大図である。
【図５】吸着装置の外周部近傍を示す正面拡大図（断面図）である。
【図６】吸着装置が作動した状態を示す正面拡大図（断面図）である。
【図７】吸着装置の変形例を示す正面拡大図（断面図）である。
【図８】吸着装置の第二実施形態を示す正断面図である。
【図９】第二実施形態における吸着装置の正面拡大図（断面図）である。
【図１０】ウェハの縁部がチャックに対してはみ出るようにしてウェハを研磨した際の研磨プロファイルを示すグラフである。
【図１１】図１０中におけるデータを、スケールを変えて示したグラフである。
【図１２】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。
【符号の説明】
【００６６】
１  ＣＭＰ装置（研磨装置）
３０  研磨ヘッド
５０  ウェハ
５２  被吸着面
６０  ウェハ吸着装置
７０  弾性部材
７１  吸着面
７２  溝部
７９  溝
１００  ウェハ吸着装置（第二実施形態）
１３０  弾性部材
１３１  吸着面
１３２  溝部
１３５  第２溝部
１３９  溝
１４０  第１真空回路部
１４５  第２真空回路部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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