JPH11207602A - 被研磨基板の保持装置及び基板の研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板を研磨パッドに対して、基板の中心部及
び周縁部において等しい押圧力で押圧できるようにし
て、基板の中心部の研磨レートと周縁部の研磨レートと
を等しくする。 【解決手段】 研磨パッド１１の上方には基板１２を保
持する基板保持装置１５Ａが配置されている。基板保持
装置１５Ａは、回転軸１６Ａと、該回転軸１６Ａと一体
的に設けられた基板保持ヘッド１７Ａと、基板保持ヘッ
ド１７Ａに固定されたガイド部材１９Ａとを備えてい
る。基板保持ヘッド１７Ａにはシール部材２０が上下動
可能に設けられており、基板保持ヘッド１７Ａ、シール
部材２０及び基板１２によって第１の空間部２１が形成
されていると共に、基板保持ヘッド１７Ａ及びシール部
材２０とによって第２の空間部２２が形成されている。
第１の流体供給路２５は第１の空間部２１と連通してお
り、第２の流体供給路２６は第２の空間部２２と連通し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンよりなる
半導体基板や液晶基板等よりなる基板の表面を平坦化処
理するための化学機械研磨（ＣＭＰ）を行なう基板の研
磨方法及び該基板の研磨方法に用いられる被研磨基板の
保持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１９９０年以降、前記の半導体基板や液
晶基板に対する化学機械研磨技術においては、基板の径
が１０ｃｍ以上と大型化し、研磨が枚葉処理化の傾向に
ある。特に半導体基板を研磨する場合には、半導体基板
に形成されるラインパターンのルールが０．５μｍ以下
と非常に微細化しているために、半導体基板の全面に亘
って均一な研磨が要求されるようになってきた。

【０００３】以下、特開平８−３３９９７９号公報に示
されている従来の基板の研磨装置について、図４及び図
５を参照しながら説明する。

【０００４】図４は従来の基板の研磨装置の概略構成を
示しており、図４において、５１は平坦な表面を持つ剛
体よりなるパッド載置部５１ａと該パッド載置部５１ａ
の下面から垂直下方に延びる回転軸５１ｂと該回転軸５
１ｂを回転させる図示しない回転手段とを有する定盤で
あって、該定盤５１のパッド載置部５１ａの上面には弾
性を有する研磨パッド５２が貼着されている。研磨パッ
ド５２の上方には、基板５３を保持して回転する基板保
持ヘッド５４が設けられており、基板５３は基板保持ヘ
ッド５４により回転させられながら研磨パッド５２に圧
接される。また、図４において、５５は研磨剤であっ
て、該研磨剤５５は、研磨剤供給管５６から所定量づつ
研磨パッド５２上に滴下される。

【０００５】図５は、前記従来の基板の研磨装置の断面
構造を示しており、基板保持ヘッド５４の内部における
基板５３の周縁部と対向する部位には弾性体よりなるリ
ング状のシール部材５７が上下動可能に設けられてお
り、基板保持ヘッド５４、シール部材５７及び基板５３
によって空間部５８が形成されている。空間部５８に
は、基板保持ヘッド５４の回転軸５４ａの内部に設けら
れた流体流通路５９から圧力流体が供給され、基板５３
は空間部５８に供給される加圧流体によって研磨パッド
５２に押し付けられる。

【０００６】以上のように構成された基板の研磨装置に
おいて、定盤５１と共に回転する研磨パッド５２の上に
研磨剤５５を供給すると共に、基板保持ヘッド５４に保
持された基板５３を空間部５８に供給される加圧流体の
圧力によって研磨パッド５２に押しつけると、基板５３
の研磨面は圧力及び相対速度を受けて研磨される。

【０００７】このとき、基板５３の研磨面に凹凸部があ
ると、凸部においては研磨パッド５２との接触圧力が大
きいため相対研磨速度が高くなって研磨される一方、凹
部においては研磨パッド５２との接触圧力が小さいため
殆ど研磨されない。このようにして、基板５３の研磨面
の凹凸が緩和されて基板５３の研磨面が平坦になる。

【０００８】ところで、前記従来の基板の研磨装置にお
いては、基板保持ヘッド５４、シール部材５７及び基板
５３によって形成される空間部５８に供給される加圧流
体によって基板５３を研磨パッド５２に押し付ける方法
を採用することにより、基板５３の研磨パッド５２に対
する均一な加圧を図っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の基板の研磨装置においては、基板５３の研磨パッド
５２に対する均一な加圧という点において十分ではな
い。以下、この理由について説明する。

【００１０】流体流通路５９から空間部５８に加圧流体
を供給すると、基板５３の中心部は加圧流体の圧力のみ
からなる押圧力を受けて研磨パッド５２に押し付けられ
るが、基板５３の周縁部は加圧流体の圧力とシール部材
５７の自重との両方からなる押圧力を受けて研磨パッド
５２に押し付けられる。

【００１１】ところで、シール部材５７の形状を維持す
る必要性からシール部材５７の厚さを余り薄くできない
ので、シール部材５７の自重は無視できない程度に大き
い。

【００１２】このため、基板５３の周縁部は基板５３の
中心部よりも大きい押圧力を受けることになるので、基
板５３の周縁部の研磨レートは基板５３の周縁部の研磨
レートに比べて大きくなってしまうという問題がある。

【００１３】前記に鑑み、本発明は、基板を研磨パッド
に対して、基板の中心部及び周縁部において等しい押圧
力で押圧できるようにして、基板の中心部の研磨レート
と周縁部の研磨レートとを等しくすることを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る被研磨基板の保持装置は、被研磨基板
を保持すると共に保持した被研磨基板を研磨パッドに押
し付ける被研磨基板の保持装置を対象とし、研磨パッド
に対して進退可能に設けられ、被研磨基板を保持する基
板保持ヘッドと、基板保持ヘッドにおける被研磨基板の
周縁部と対向する部位に基板保持ヘッドに対して接離可
能に設けられ、基板保持ヘッド及び研磨パッド上に載置
された被研磨基板と共に第１の空間部を形成し且つ基板
保持ヘッドと共に第２の空間部を第１の空間部の外側に
形成するシール部材と、基板保持ヘッドに設けられ、研
磨パッド上に載置された被研磨基板を研磨パッドに押圧
する加圧流体を第１の空間部に供給する第１の流体供給
路と、基板保持ヘッドに設けられ、シール部材を研磨パ
ッドに押圧する加圧流体を第２の空間部に供給する第２
の流体供給路とを備えている。

【００１５】本発明の被研磨基板の保持装置によると、
基板保持ヘッド、被研磨基板及びシール部材によって形
成される第１の空間部に第１の流体供給路から加圧流体
を供給して被研磨基板における周縁部を除く領域を研磨
パッドに押圧することができると共に、基板保持ヘッド
及びシール部材によって形成される第２の空間部に第２
の流体供給路から加圧流体を供給してシール部材を介し
て被研磨基板の周縁部を研磨パッドに押圧することがで
きる。

【００１６】本発明の被研磨基板の保持装置は、基板保
持ヘッドにおけるシール部材が設けられている部位の外
側に基板保持ヘッドに対して接離可能に設けられ、基板
保持ヘッドと共に第３の空間部を第２の空間部の外側に
形成すると共に研磨パッド上に載置された被研磨基板を
所定の位置に保持するガイド部材と、基板保持ヘッドに
設けられ、ガイド部材を研磨パッドに押圧する加圧流体
を第３の空間部に供給する第３の流体供給路とをさらに
備えていることが好ましい。

【００１７】本発明に係る基板の研磨方法は、被研磨基
板を研磨パッドに押し付けて研磨する基板の研磨方法を
対象とし、被研磨基板を保持する基板保持ヘッドと、基
板保持ヘッドに保持された状態で研磨パッド上に載置さ
れている被研磨基板と、基板保持ヘッドにおける研磨パ
ッド上に載置された被研磨基板の周縁部と対向する部位
に基板保持ヘッドに対して接離可能に設けられたシール
部材とによって形成される第１の空間部に、基板保持ヘ
ッドに設けられた第１の流体供給路から加圧流体を供給
して、研磨パッド上に載置された被研磨基板を研磨パッ
ドに押圧する工程と、基板保持ヘッドとシール部材とに
よって形成される第２の空間部に、基板保持ヘッドに設
けられた第２の流体供給路から加圧流体を供給して、シ
ール部材を研磨パッドに押圧する工程とを備えている。

【００１８】本発明の基板の研磨方法によると、基板保
持ヘッド、被研磨基板及びシール部材によって形成され
る第１の空間部に第１の流体供給路から加圧流体を供給
して被研磨基板における周縁部を除く領域を研磨パッド
に押圧することができると共に、基板保持ヘッド及びシ
ール部材によって形成される第２の空間部に第２の流体
供給路から加圧流体を供給してシール部材を介して被研
磨基板の周縁部を研磨パッドに押圧することができる。

【００１９】本発明の基板の研磨方法において、第２の
空間部に供給される加圧流体の圧力は、（第１の空間部
に供給される加圧流体の圧力）−｛（シール部材の自
重）／（シール部材の被研磨基板との接触面積）｝とほ
ぼ等しいことが好ましい。

【００２０】本発明の基板の研磨方法は、基板保持ヘッ
ドと、該基板保持ヘッドにおけるシール部材が設けられ
ている部位の外側に該基板保持ヘッドに対して接離可能
に設けられ被研磨基板を所定位置に保持するガイド部材
とによって形成される第３の空間部に、基板保持ヘッド
に設けられた第３の流体供給路から加圧流体を供給し
て、ガイド部材を研磨パッドに押圧する工程をさらに備
えていることが好ましい。

【００２１】この場合、第３の空間部に供給される加圧
流体の圧力は、第１の空間部に供給される加圧流体の圧
力に比べて同程度か又は大きいことが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
被研磨基板の保持装置及び基板の研磨方法について、図
面を参照しながら説明する。

【００２３】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態に係る被研磨基板の保持装置の概略断面図であ
る。図１において、１０は平坦な表面を持つ剛体よりな
る回転可能な定盤であって、該定盤１０の上面には弾性
を有する研磨パッド１１が貼着されている。研磨パッド
１１の上方には、研磨の対象となる被研磨基板としての
基板１２を保持する基板保持装置１５Ａが配置されてお
り、該基板保持装置１５Ａは、上下動可能且つ回転可能
に保持された回転軸１６Ａと、該回転軸１６Ａの下端に
一体的に設けられ、下面に凹部１７ａを有する円盤状の
基板保持ヘッド１７Ａと、基板保持ヘッド１７Ａの凹部
１７ａにおいて該基板保持ヘッド１７Ａと一体的に設け
られ、分散孔１８ａを有する流体分散板１８と、基板保
持ヘッド１７Ａの周縁部の下面に固定されたリング状の
ガイド部材１９Ａとを備えている。ガイド部材１９Ａ
は、回転に伴う遠心力によって基板１２が外側に飛び出
る事態を防止する。

【００２４】図２は、基板１２及びガイド部材１９Ａの
底面図であって、ガイド部材１９Ａの底面には複数本の
凹状溝１９ａが設けられている。

【００２５】第１の実施形態の特徴として、基板保持ヘ
ッド１７Ａの周縁部と流体分散板１８との間にはリング
状の凹部が形成されており、該リング状の凹部には弾性
体よりなるリング状のシール部材２０が上下動可能に設
けられている。これにより、基板保持ヘッド１７Ａの流
体分散板１８と、シール部材２０と、研磨パッド１１の
上に載置された基板１２とによって第１の空間部２１が
形成されていると共に、基板保持ヘッド１７Ａとシール
部材２０とによって第２の空間部２２が形成されてい
る。

【００２６】回転軸１６Ａには、互いに独立して加圧流
体例えば加圧エアを供給する、例えば１つの第１の流体
供給路２５及び例えば複数の第２の流体供給路２６が設
けられている。第１の流体供給路２５は流体分散板１８
の分散孔１８ａを介して第１の空間部２１と連通してい
ると共に、各第２の流体供給路２６は第２の空間部２２
と連通している。従って、基板１２の周縁部を除く領域
（以下、説明の便宜上、中心部と称する。）は、第１の
流体供給路２５から第１の空間部２１に供給される加圧
流体例えば加圧エアの押圧力によって研磨パッド１１に
押圧され、基板１２の周縁部は、第２の流体供給路２６
から第２の空間部２２に供給される加圧流体例えば加圧
エアの圧力とシール部材２０の自重との合計の押圧力に
よって研磨パッド１１に押圧される。

【００２７】以上説明したように、第１の実施形態に係
る被研磨基板の保持装置によると、第１の流体供給路２
５から第１の空間部２１に供給される加圧流体の圧力に
より基板１２の中心部を研磨パッド１１に押圧すると共
に、第２の流体供給路２６から第２の空間部２２に供給
される加圧流体の圧力により基板１２の周縁部を研磨パ
ッド１１に押圧するため、基板１２の中心部を研磨パッ
ド１１に押圧する押圧力と基板１１の周縁部を研磨パッ
ド１１に押圧する押圧力とを互いに独立して制御するこ
とができる。

【００２８】以下、第１の実施形態に係る被研磨基板の
保持装置を用いて行なう基板の研磨方法について説明す
る。

【００２９】まず、砥粒を含んだ研磨剤を研磨パッド１
１上に滴下しながら、定盤１０ひいては研磨パッド１１
と基板保持ヘッド１７Ａとを相対回転させると共に、回
転軸１６Ａを所定の押圧力で研磨パッド１１に押圧す
る。また、第１の流体供給路２５から第１の空間部２１
に所定の圧力の加圧流体を供給すると共に第２の流体供
給路２６から第２の空間部２２に所定の圧力の加圧流体
を供給する。

【００３０】ここで、回転軸１６Ａに加える押圧力と第
１の空間部２１に供給する加圧流体の圧力との関係につ
いて検討する。

【００３１】第１の空間部２１に供給する加圧流体の圧
力は、（回転軸１６Ａに加えられる押圧力）÷（基板１
２の面積）の１．０倍よりも若干小さい程度が好まし
い。例えば、直径が８インチのシリコンよりなる基板１
２を５００ｇ／ｃｍ² の圧力で研磨パッド１１に押し付
けて研磨する場合には、基板１２に加わる押圧力は１５
７ｋｇとなるので、回転軸１６Ａには１５７ｋｇよりも
若干大きい押圧力、例えば１６０ｋｇの押圧力を加え
る。

【００３２】このようにすると、回転軸１６Ａに加えら
れる押圧力、ひいてはガイド部材１９Ａが研磨パッド１
１を押圧する押圧力は、第１の空間部２１に供給する加
圧流体が基板１２を研磨パッド１１に押圧する押圧力よ
りも若干大きくなる。従って、ガイド部材１９Ａは、研
磨パッド１１における基板１２が研磨パッド１１の回転
に伴って接する直前の領域を、基板１２が研磨パッド１
１を押圧する押圧力よりも若干大きい押圧力で押圧して
予め弾性変形させておくことができるので、基板１２の
周縁部が研磨パッド１１から反力を受けて、基板１２の
周縁部に対する研磨レートが異常に上昇する事態を抑制
することができる。

【００３３】第２の空間部２２に供給する加圧流体の圧
力は、（第１の空間部２１に供給される加圧流体の圧
力）−｛（シール部材２０の自重）÷（シール部材２０
の基板１２との接触面積）｝とほぼ等しいことが好まし
い。

【００３４】このようにすると、基板１２の周縁部が第
２の空間部２２に供給される加圧流体の圧力及びシール
部材２０の自重によって研磨パッド１１に押圧される押
圧力と、基板１２の中心部が第１の空間部２１に供給さ
れる加圧流体によって研磨パッド１１に押圧される押圧
力とが等しくなるため、基板１２の中心部及び周縁部は
互いに等しい押圧力で研磨パッド１１に押圧されるの
で、基板１２の中心部及び周縁部に対する研磨レートは
均一になる。

【００３５】前述したように、シール部材２０は、その
自重及び第２の空間部２２に供給される加圧流体の圧力
のみを受けて基板１２に接しているだけであるから、第
１の空間部２１に供給された加圧流体は、シール部材２
０と基板１２との接触面からガイド部材１９Ａの凹状溝
１９ａを通って外部に漏れ出る。この場合、回転軸１６
Ａに加えられる圧力は第１の空間部２１に供給される加
圧流体の圧力よりも若干大きいため、基板保持ヘッド１
７Ａ及びガイド部材１９Ａが第１の空間部２１から外部
に漏れ出る加圧流体の圧力によって上方に押し上げられ
る恐れはない。

【００３６】（第２実施形態）図３は本発明の第２の実
施形態に係る被研磨基板の保持装置の概略断面図であ
る。図３において、１０は平坦な表面を持つ剛体よりな
る回転可能な定盤であって、該定盤１０の上面には弾性
を有する研磨パッド１１が貼着されている。研磨パッド
１１の上方には、研磨の対象となる被研磨基板としての
基板１２を保持する基板保持装置１５Ｂが配置されてお
り、該基板保持装置１５Ｂは、上下動可能且つ回転可能
に保持された回転軸１６Ｂと、該回転軸１６Ｂの下端に
一体的に設けられ、下面に凹部１７ａを有する円盤状の
基板保持ヘッド１７Ｂと、基板保持ヘッド１７Ｂの凹部
１７ａにおいて該基板保持ヘッド１７Ｂと一体的に設け
られ、分散孔１８ａを有する流体分散板１８とを備えて
いる。

【００３７】また、第１の実施形態と同様、基板保持ヘ
ッド１７Ｂと流体分散板１８との間にはリング状の凹部
が形成されており、該リング状の凹部には弾性体よりな
るリング状のシール部材２０が上下動可能に設けられて
いる。これにより、基板保持ヘッド１７Ｂの流体分散板
１８と、シール部材２０と、研磨パッド１１の上に載置
された基板１２によって第１の空間部２１が形成されて
いると共に、基板保持ヘッド１７Ｂとシール部材２０と
によって第２の空間部２２が形成されている。

【００３８】また、第１の実施形態と同様、回転軸１６
Ｂには、互いに独立して加圧流体を供給する、例えば１
つの第１の流体供給路２５及び例えば複数の第２の流体
供給路２６が設けられている。第１の流体供給路２５は
流体分散板１８の分散孔１８ａを介して第１の空間部２
１と連通していると共に、各第２の流体供給路２６は第
２の空間部２２と連通している。

【００３９】第２の実施形態の特徴として、回転軸１６
Ｂは上下動可能であるが、下動した際に研磨パッド１１
に対して所定の間隔を有する位置で固定される。すなわ
ち、回転軸１６Ｂは所定位置よりも下方には下動しない
ように保持されている。

【００４０】また、基板保持ヘッド１７Ｂの周縁部の下
面にはリング状の凹部が形成されており、該リング状の
凹部にはハット状の断面を有するリング状のガイド部材
１９Ｂが上下動可能に設けられている。これにより、基
板保持ヘッド１７Ｂとガイド部材１９Ｂとによって第３
の空間部２３が形成されている。第１の実施形態と同
様、ガイド部材１９Ｂは、回転に伴う遠心力によって基
板１２が外側に飛び出る事態を防止する機能を有し、ま
た、図２に示すように、ガイド部材１９Ｂの底面には複
数本の凹状溝１９ａが設けられている。

【００４１】また、回転軸１６Ｂには、第１の流体供給
路２５及び第２の流体供給路２６に対して独立に加圧流
体例えば加圧エアを供給する例えば複数の第３の流体供
給路２７が設けられており、各第３の流体供給路２７は
第３の空間部２３と連通している。

【００４２】従って、ガイド部材１９Ｂは、第３の流体
供給路２７から第３の空間部２３に供給される加圧流体
例えば加圧エアの押圧力によって研磨パッド１１に押圧
されるので、ガイド部材１９Ｂは、回転軸１６Ｂに加え
られる押圧力に対して独立した押圧力を受けて研磨パッ
ド１１に押圧される。

【００４３】以下、第２の実施形態に係る被研磨基板の
保持装置を用いて行なう基板の研磨方法について説明す
る。

【００４４】まず、第１の実施形態と同様、砥粒を含ん
だ研磨剤を研磨パッド１１上に滴下しながら、定盤１０
ひいては研磨パッド１１と基板保持ヘッド１７Ｂとを相
対回転させると共に、回転軸１６Ｂを所定の押圧力で研
磨パッド１１に押圧する。また、第１の流体供給路２５
から第１の空間部２１に所定の圧力の加圧流体を供給す
ると共に第２の流体供給路２６から第２の空間部２２に
所定の圧力の加圧流体を供給する。回転軸１６Ｂに加え
る押圧力と、第１の空間部２１に供給する加圧流体の圧
力と、第２の空間部２２に供給する加圧流体の圧力との
関係については第１の実施形態と同様である。

【００４５】ガイド部材１９Ｂを研磨パッド１１に押圧
するために第３の空間部２３に供給する加圧流体の圧力
は、ガイド部材１９Ｂが研磨パッド１１に接する面（下
面）の圧力が、第１の空間部２１に供給される加圧流体
の圧力により基板１２が研磨パッド１１に押圧される圧
力と同程度又はそれ以上になるように設定することが好
ましい。

【００４６】このようにすると、ガイド部材１９Ｂは、
研磨パッド１１における該研磨パッド１１の回転に伴っ
て基板１２が接する直前の領域を、基板１２が研磨パッ
ド１１を押圧する押圧力と同程度又はそれ以上の圧力で
押圧して予め弾性変形させておくことができるので、基
板１２の周縁部が研磨パッド１１から大きな反力を受け
て、基板１２の周縁部に対する研磨レートが異常に上昇
する事態を抑制することができる。

【００４７】尚、第１及び第２の実施形態においては、
シール部材２０を第２の空間部２２に供給される加圧流
体の圧力によって研磨パッド１１に押圧したが、これに
代えて、シール部材２０をエアシリンダ等の機械的押圧
手段により研磨パッド１１に押圧してもよい。

【００４８】また、第２の実施形態においては、ガイド
部材１９Ｂを第３の空間部２３に供給される加圧流体の
圧力によって研磨パッド１１に押圧したが、これに代え
て、ガイド部材１９Ｂをエアシリンダ等の機械的押圧手
段により研磨パッド１１に押圧してもよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明の被研磨基板の保持装置による
と、第１の空間部に第１の流体供給路から加圧流体を供
給して被研磨基板における周縁部を除く領域を研磨パッ
ドに押圧できると共に、第２の空間部に第２の流体供給
路から加圧流体を供給してシール部材を介して被研磨基
板の周縁部を研磨パッドに押圧できるため、つまり、被
研磨基板における周縁部を除く領域を研磨パッドに押圧
する押圧力と被研磨基板の周縁部を研磨パッドに押圧す
る押圧力とを互いに独立して制御できるため、第１の空
間部に供給される加圧流体の圧力と第２の空間部に供給
される加圧流体の圧力とを最適化して被研磨基板をその
面内において均一な押圧力で研磨パッドに押圧すること
ができるので、被研磨基板に対する研磨レートを面内に
おいて均一にすることができる。

【００５０】本発明の被研磨基板の保持装置が、基板保
持ヘッドと共に第３の空間部を形成するガイド部材と、
該ガイド部材を押圧する加圧流体を第３の空間部に供給
する第３の流体供給路とを備えていると、第３の空間部
に供給される加圧流体の圧力を最適化することによっ
て、ガイド部材により研磨パッドにおける被研磨基板が
接する直前の領域を被研磨基板が研磨パッドを押圧する
押圧力と同程度又はそれ以上の圧力で押圧して予め弾性
変形させておくことができるので、被研磨基板の周縁部
が研磨パッドから反力を受けて被研磨基板の周縁部に対
する研磨レートが異常に上昇する事態を抑制することが
できる。

【００５１】本発明の基板の研磨方法によると、基板押
圧工程において第１の空間部に第１の流体供給路から加
圧流体を供給して被研磨基板における周縁部を除く領域
を研磨パッドに押圧できると共に、シール部材押圧工程
において第２の空間部に第２の流体供給路から加圧流体
を供給してシール部材を介して被研磨基板の周縁部を研
磨パッドに押圧できるため、被研磨基板における周縁部
を除く領域を研磨パッドに押圧する押圧力と被研磨基板
の周縁部を研磨パッドに押圧する押圧力とを互いに独立
して制御できるので、第１の空間部に供給される加圧流
体の圧力と第２の空間部に供給される加圧流体の圧力と
を最適化して被研磨基板をその面内において均一な押圧
力で研磨パッドに押圧でき、これによって、被研磨基板
に対する研磨レートを面内において均一にすることがで
きる。

【００５２】本発明の基板の研磨方法において、第２の
空間部に供給される加圧流体の圧力が、（第１の空間部
に供給される加圧流体の圧力）−｛（シール部材の自
重）／（シール部材の被研磨基板との接触面積）｝とほ
ぼ等しいと、被研磨基板における周縁部を除く領域を研
磨パッドに押圧する押圧力と被研磨基板の周縁部を研磨
パッドに押圧する押圧力とを等しくできるため、被研磨
基板をその面内において均一な押圧力で研磨パッドに押
圧できるので、被研磨基板に対する研磨レートを面内に
おいて確実に均一にすることができる。

【００５３】本発明の基板の研磨方法が、第３の空間部
に第３の流体供給路から加圧流体を供給してガイド部材
を研磨パッドに押圧するガイド部材押圧工程を備えてい
ると、第３の空間部に供給される加圧流体の圧力を最適
化することによって、ガイド部材により研磨パッドにお
ける被研磨基板が接する直前の領域を被研磨基板が研磨
パッドを押圧する押圧力と同程度又はそれ以上の圧力で
押圧して予め弾性変形させておくことができるので、被
研磨基板の周縁部が研磨パッドから反力を受けて被研磨
基板の周縁部に対する研磨レートが異常に上昇する事態
を抑制することができる。

【００５４】この場合、第３の空間部に供給される加圧
流体の圧力が第１の空間部に供給される加圧流体の圧力
と同程度か又は大きいと、ガイド部材により研磨パッド
における被研磨基板が接する直前の領域を予め弾性変形
させておくことができるので、被研磨基板の周縁部が研
磨パッドから反力を受けて被研磨基板の周縁部に対する
研磨レートが異常に上昇する事態を確実に抑制すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る被研磨基板の保
持装置の概略断面図である。

【図２】本発明の第１及び第２の実施形態に係る被研磨
基板の保持装置における基板及びガイド部材の底面図で
ある。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る被研磨基板の保
持装置の概略断面図である。

【図４】従来の基板の研磨装置の概略斜視図である。

【図５】従来の基板の研磨装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１０ 定盤 １１ 研磨パッド １２ 基板 １５Ａ、１５Ｂ 基板保持装置 １６Ａ、１６Ｂ 回転軸 １７Ａ、１７Ｂ 基板保持ヘッド １７ａ 凹部 １８ 流体分散板 １８ａ 分散孔 １９Ａ、１９Ｂ ガイド部材 １９ａ 凹状溝 ２０ シール部材 ２１ 第１の空間部 ２２ 第２の空間部 ２３ 第３の空間部 ２５ 第１の流体供給路 ２６ 第２の流体供給路 ２７ 第３の流体供給路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被研磨基板を保持すると共に保持した被
   研磨基板を研磨パッドに押し付ける被研磨基板の保持装
   置であって、 前記研磨パッドに対して進退可能に設けられ、被研磨基
   板を保持する基板保持ヘッドと、 前記基板保持ヘッドにおける被研磨基板の周縁部と対向
   する部位に前記基板保持ヘッドに対して接離可能に設け
   られ、前記基板保持ヘッド及び前記研磨パッド上に載置
   された被研磨基板と共に第１の空間部を形成し且つ前記
   基板保持ヘッドと共に第２の空間部を前記第１の空間部
   の外側に形成するシール部材と、 前記基板保持ヘッドに設けられ、前記研磨パッド上に載
   置された被研磨基板を前記研磨パッドに押圧する加圧流
   体を前記第１の空間部に供給する第１の流体供給路と、 前記基板保持ヘッドに設けられ、前記シール部材を前記
   研磨パッドに押圧する加圧流体を前記第２の空間部に供
   給する第２の流体供給路とを備えていることを特徴とす
   る被研磨基板の保持装置。
2. 【請求項２】 前記基板保持ヘッドにおける前記シール
   部材が設けられている部位の外側に前記基板保持ヘッド
   に対して接離可能に設けられ、前記基板保持ヘッドと共
   に第３の空間部を前記第２の空間部の外側に形成すると
   共に前記研磨パッド上に載置された被研磨基板を所定の
   位置に保持するガイド部材と、 前記基板保持ヘッドに設けられ、前記ガイド部材を前記
   研磨パッドに押圧する加圧流体を前記第３の空間部に供
   給する第３の流体供給路とをさらに備えていることを特
   徴とする請求項１に記載の被研磨基板の保持装置。
3. 【請求項３】 被研磨基板を研磨パッドに押し付けて研
   磨する基板の研磨方法であって、 被研磨基板を保持する基板保持ヘッドと、前記基板保持
   ヘッドに保持された状態で前記研磨パッド上に載置され
   ている被研磨基板と、前記基板保持ヘッドにおける前記
   研磨パッド上に載置された被研磨基板の周縁部と対向す
   る部位に前記基板保持ヘッドに対して接離可能に設けら
   れたシール部材とによって形成される第１の空間部に、
   前記基板保持ヘッドに設けられた第１の流体供給路から
   加圧流体を供給して、前記研磨パッド上に載置された被
   研磨基板を前記研磨パッドに押圧する工程と、 前記基板保持ヘッドと前記シール部材とによって形成さ
   れる第２の空間部に、前記基板保持ヘッドに設けられた
   第２の流体供給路から加圧流体を供給して、前記シール
   部材を前記研磨パッドに押圧する工程とを備えているこ
   とを特徴とする基板の研磨方法。
4. 【請求項４】 前記第２の空間部に供給される加圧流体
   の圧力は、（前記第１の空間部に供給される加圧流体の
   圧力）−｛（前記シール部材の自重）／（前記シール部
   材の被研磨基板との接触面積）｝とほぼ等しいことを特
   徴とする請求項３に記載の基板の研磨方法。
5. 【請求項５】 前記基板保持ヘッドと、該基板保持ヘッ
   ドにおける前記シール部材が設けられている部位の外側
   に該基板保持ヘッドに対して接離可能に設けられ被研磨
   基板を所定位置に保持するガイド部材とによって形成さ
   れる第３の空間部に、前記基板保持ヘッドに設けられた
   第３の流体供給路から加圧流体を供給して、前記ガイド
   部材を前記研磨パッドに押圧する工程をさらに備えてい
   ることを特徴とする請求項３に記載の基板の研磨方法。
6. 【請求項６】 前記第３の空間部に供給される加圧流体
   の圧力は、前記第１の空間部に供給される加圧流体の圧
   力に比べて同程度か又は大きいことを特徴とする請求項
   ５に記載の基板の研磨方法。