JP2004074310A

JP2004074310A - Polishing body, polishing device equipped therewith, semiconductor device manufacturing method using the same, and semiconductor device manufactured thereby

Info

Publication number: JP2004074310A
Application number: JP2002234474A
Authority: JP
Inventors: Isao Sugaya; 菅谷　功; Akinori Ito; 伊藤　彰則; Morihiko Ezaki; 江崎　守彦
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2002-08-12
Publication date: 2004-03-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To meet requirement for elimination of steps and uniformity imposed on a workpiece with sufficient accuracy, and at the same time to improve a yield to a large extent by reducing edge exclusion to a possible narrow range. <P>SOLUTION: A polishing body 40 comprises many projected polishing members 43 formed from an elastic material and provided on one surface side of a base plate 41. Each polishing member 43 is so formed that two kinds of materials having different elasticity are stacked in a direction where a projection is extended, and a material forming a layer 46 positioned on the root side of the projection has lower elasticity than a material forming a layer 45 positioned on the tip side of the projection. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作物の表面を平坦研磨する研磨体に関し、また、この研磨体を備えて構成される研磨装置に関する。更に本発明は、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法、及びこの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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣの素子構造はますます微細化・複雑化してきており、多層配線の層数は増加の一途を辿っている。このような多層配線の層数の増加に伴ってＩＣ表面の段差はますます大きくなり、薄膜形成後に行う半導体ウエハ表面の研磨精度がより重要になってきている。この薄膜形成後に行うウエハ表面の研磨精度が悪いと、段差部での薄膜が局所的に薄くなる部分ができてしまい、配線の絶縁不良やショート等が起こる虞がある。また、リソグラフィ工程においては、ウエハの表面に凹凸が多いとピンぼけ状態となることがあり、微細なパターンが形成できなくなることもある。
【０００３】
ウエハ表面の平坦化研磨を行う装置としては、スピンドルの下端において保持された半導体ウエハを、回転定盤の上面に取り付けられた研磨パッドに上方から接触させ、ウエハと研磨パッドとの接触面にシリカ粒を含んだスラリー（研磨液）を供給しつつ、ウエハと研磨パッドとの双方を回転させてウエハ表面の研磨を行うＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械的研磨）装置が知られている。このＣＭＰ装置では、回転定盤の上面に取り付けられた研磨パッドの直径は、研磨されるウエハの直径よりも数倍大きく、複数枚のウエハを同時に研磨することができるようになっているのが一般的である。
【０００４】
また、特開平１１−１５６７１１号公報には、上記構成とは逆に、スピンドルの下部に取り付けられた研磨パッドを、回転定盤の上面側に保持されたウエハに上方から接触させ、ウエハと研磨パッドとの間に上記スラリーを供給しつつ、ウエハと研磨パッドの双方を回転させてウエハ表面を研磨するタイプのＣＭＰ装置が開示されている。このタイプのＣＭＰ装置では、研磨パッドの直径は研磨されるウエハの直径よりも小さく、研磨パッド側をウエハ表面に対して揺動移動させることにより、ウエハの表面全体を研磨することができるようになっている。このためウエハは一枚ごと研磨することになるが、研磨中におけるウエハの表面状態をリアルタイムで観察できるという利点がある。
【０００５】
ところで、ウエハの平坦化に際しては、段差解消性（或いは平坦性）及び均一性に対する所定の要求が満たされる必要がある。ウエハ表面の段差解消性及び均一性には研磨パッドを構成する材料の弾性率（硬さ）が大きく影響し、研磨パッドが硬質材料からなる場合と軟質材料からなる場合とではその研磨特性が大きく異なることが知られている。すなわち、硬質材料からなる研磨パッドはウエハ表面の微細凹部まで入り込めないので均一性はやや不充分となるが、ウエハ表面上の凸部を十分に平坦化できるので段差解消性は良好となる。一方、軟質材料からなる研磨パッドはウエハ表面上の凸部を十分には平坦化できないので段差解消性はやや不充分となるが、ウエハの微細凹部まで入り込むことができるので均一性は良好となる。
【０００６】
また、ウエハ表面の平坦化研磨においては、エッジエクスクルージョンに対する要求も課される。エッジエクスクルージョンとは、ウエハの周辺部において段差解消性や均一性等の評価対象外となる領域（通常はその幅の大きさで表される）のことであり、これが所定の基準値内に抑えられるようにする必要がある。エッジエクスクルージョンが大き過ぎると、そのウエハから切り出せるチップ数が少なって歩留まり（Ｇ／Ｗ歩留まり）が小さくなるほか、他の要求基準をも満たせなくなる虞も出てくる。
【０００７】
このエッジエクスクルージョンは、ウエハ表面の研磨中に、ウエハのエッジ上に位置する研磨パッドが局所的にウエハの側面に回り込むことにより生じる縁だれによる要因と、研磨パッドがウエハの内方に引き込まれる際に、ウエハのエッジ側方に位置した研磨パッドの一部がエッジに引っ掛かってその近傍部分が浮き上がり、ウエハ表面との間に非接触部分を生じてしまうオーバーシュートによる要因とがあるが、これら縁だれやオーバーシュートの大きさも研磨パッドの材料硬さに影響される。すなわち、研磨パッドが軟質材料からなる場合には、研磨パッドはウエハのエッジ形状にほぼ倣うように屈曲するため縁だれは大きくなるがオーバーシュート量は小さくなり、ウエハ表面との非接触部分は小さくなる。一方、研磨パッドが硬質材料からなる場合には、研磨パッドはウエハのエッジ形状に倣うようには屈曲できないためエッジ近傍領域におけるウエハ表面との非接触部分は大きくなるが、その分縁だれは小さくなる。このように研磨パッドが軟質材料からなる場合には縁だれが、また研磨パッドが硬質材料からなる場合にはオーバーシュート量がそれぞれ大きくなり、いずれもエッジエクスクルージョンは大きくなってしまう。
【０００８】
図１２は従来の研磨体の一例を示すものであり、図１２（Ａ）はその側面図、図１２（Ｂ）は下面図である。この研磨体は上記した研磨パッド材料の硬軟の違いに起因する欠点を補いつつ、段差解消性、均一性とも良好にすることができるようにしたものであり、研磨体保持部材９０に取り付けられる円盤状のベースプレート９１と、このベースプレート９１に取り付けられた硬質材料からなる研磨パッド９２とからなり、研磨パッド９２の表面には縦横の溝が設けられて多数の突起９４が突出した形状となっている。このような研磨体では、研磨パッド９２が硬質材料からなることにより段差解消性の要求を満たすことができるとともに、研磨パッド９２の表面に縦横の溝を設けて研磨パッド９２の面外曲げ剛性を低下させることにより、研磨パッド９２を軟質材料により構成した場合と同様の効果を与えて均一性に対する要求を満たすことができるようにしている。ここで、研磨パッド９２の表面に設けられた縦横の溝は、スラリーをウエハと研磨パッド９２との接触面全体に行き渡らせるほか、スラリーを或る程度の時間研磨パッド９２の表面に滞留させる働きをしている。また、研磨により生じたウエハの削り屑を、ウエハ表面を傷付けることなく接触面外に排出させる働きもしている。
【０００９】
図１３（Ａ）は上記研磨体を改良した研磨体の側面図を示している。なお、この研磨体の下面図は図１２（Ｂ）と同様であるので省略する。この研磨体は、研磨体保持部材１００に取り付けられるベースプレート１０１と、このベースプレート１０１に取り付けられた硬質弾性材料からなる研磨パッド１０２との間に軟質弾性材料からなる層（軟質材料層）１０３を有しており、研磨パッド１０２には軟質材料層１０３との境目にまで至る深さを有する溝が縦横に設けられて多数の突起１０４が形成されている。このような構成の研磨体では、ベースプレート１０１と研磨パッド１０２との間に軟質材料層１０３が設けられているため、突起１０４がウエハＷ表面の凹凸形状に倣うようになり、図１２に示す研磨体よりも一層良好な均一性が得られる。なお、このような構成の研磨体は、特開平１１−１５６６９９号公報において開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図１３（Ａ）に示すタイプの研磨体では、研磨パッド１０２の各突起１０４は軟質材料層１０３を介して根元において繋がっているため、図１３（Ｂ）に示すように、ウエハＷのエッジ上に位置した突起（これを符号１０４ａで示す）が大きく傾いたときには、軟質材料層１０３内で体積移動が起き、この傾いた突起１０４ａに隣接する他の突起（これらを符号１０４ｂ，１０４ｃで示す）を引きずってこれを変形させる（傾かせる）。このためオーバーシュート量が大きくなり、エッジエクスクルージョンの領域が広くなってしまうという問題が生じていた。
【００１１】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、工作物に課される段差解消性及び均一性に対する要求を充分な精度で満たしつつ、エッジエクスクルージョンを極力狭小な範囲に抑えて歩留まりを大きく向上させることが可能な構成の研磨体、及びこのような研磨体を備えて構成される研磨装置を提供することを目的としている。更に、このような研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法、及びこの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を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る研磨体は、平板部材の一面側に弾性材料からなる多数の突起状の研磨部材を有して構成される研磨体であって、各研磨部材は弾性率の異なる複数種の材料が突起の延びる方向に積層されて構成され、突起の最も先端側に位置する層を除く他の層を形成する少なくとも一つの材料は、突起の最も先端側に位置する層を形成する材料よりも低い弾性率を有している。
【００１３】
本発明に係る研磨体は、平板部材の一面側に弾性材料からなる多数の突起状の研磨部材を有してなり、各研磨部材は弾性率の異なる複数種の材料が突起の延びる方向に積層されて構成され、突起の最も先端側に位置する層を除く他の層を形成する少なくとも一つの材料は、突起の最も先端側に位置する層を形成する材料よりも低い弾性率を有している（軟質になっている）ので、この研磨体を用いて工作物の被研磨面を研磨した場合、その被研磨面には突起の最も先端側に位置する硬質材料層が接触することになって段差解消性に対する要求が満足される一方、被研磨面上の凹凸形状に対しては、硬質材料層と平板部材との間に設けられた軟質材料層が屈曲変形することにより硬質材料層がその凹凸形状に倣うようになるので、均一性に対する要求も満足される。ここで、各研磨部材それぞれが軟質材料層を有しており、従来のように隣接する突起同士が共通の軟質材料層により繋がっている構成ではないため、工作物のエッジ上に位置した一部の研磨部材が大きく屈曲した場合であっても、隣接した他の研磨部材はこれに引きずられて屈曲することがない。このため、エッジエクスクルージョンを極力狭小な範囲に抑えることができ、歩留まりを大きく向上させることができる。
【００１４】
このような研磨体では、特に、各研磨部材は弾性率の異なる二種の材料が突起の延びる方向に積層されて構成されており、突起の根元側に位置する層を形成する材料は、突起の先端側に位置する層を形成する材料よりも低い弾性率を有していることが好ましい。このような構成であれば、より簡単な構成で上記効果を得ることができる。
【００１５】
また、本発明に係る研磨装置は、被研磨面が露出する状態で工作物を保持する工作物保持手段と、上記本発明に係る研磨体の研磨部材を、工作物保持手段により保持された工作物の被研磨面と対向して位置させる研磨体保持部材とを備え、工作物保持手段により保持された工作物の被研磨面に研磨体の研磨部材を接触させた状態で工作物と研磨体とを相対移動させて被研磨面の研磨を行う構成になっている。
【００１６】
このような構成の研磨装置では、上記効果を有する本発明に係る研磨体を有して構成されているので、段差解消性と均一性とに対する要求を満たしつつ、エッジエクスクルージョンを極力狭小な範囲に抑えた歩留まりの高い工作物を効率よく生産することができる。特に、工作物が半導体ウエハである場合には、そのウエハから切り出せるチップ数が増大するので、歩留まりを大きく向上させることができる。
【００１７】
また、上記研磨装置においては、工作物保持手段は被研磨面が上方に露出する状態で工作物を保持するとともに、研磨体保持部材は研磨部材が下方を向くように研磨体を保持し、研磨体は工作物よりも小径であることが好ましい。このような構成によれば、研磨中における工作物の表面状態をリアルタイムで観察することができるようになる。
【００１８】
また、本発明に係る半導体デバイス製造方法は、工作物が半導体ウエハであり、上記本発明に係る研磨装置を用いて半導体ウエハの表面を平坦化する工程を有することを特徴とする。このような半導体デバイス方法では、研磨工程において上記本発明に係る研磨装置が用いられるため、歩留まりが向上する。
【００１９】
また、本発明に係る半導体デバイスは、上記本発明に係る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。このような半導体デバイスは、上記本発明に係る半導体デバイス製造方法により高歩留まりで製造されるので、大変低コストな半導体デバイスとなる。
【００２０】
【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。図１は本発明に係る研磨装置の一例としてのＣＭＰ装置の要部構成を示したものである。このＣＭＰ装置１０は工作物（研磨対象）である半導体ウエハ（以下、ウエハと称する）Ｗを被研磨面が上方に露出する状態で保持する回転定盤２０と、この回転定盤２０の上方に設置された研磨ヘッド５０とを備えて構成されている。
【００２１】
回転定盤２０はウエハＷとほぼ同じ直径を有する円盤状の回転テーブルであり、上下方向に延びた回転軸２２の上端に取り付けられてほぼ水平姿勢に保持されている。回転定盤２０の上面には図示しない真空チャックが設けられており、これにより工作物であるウエハＷを回転定盤２０の上面側に着脱自在に固定できるようになっている。回転軸２２は図示しない電動モータを有して構成されるウエハ回転駆動機構１２（図１参照）により回転駆動させることができる。
【００２２】
研磨ヘッド５０は、回転定盤２０の上方に位置して設けられた研磨体保持部材３０と、この研磨体保持部材３０に保持される円盤状の研磨体４０とからなっている。ここで、研磨体保持部材３０は、回転定盤２０に保持されたウエハＷの表面に垂直な方向に延びて設けられた軸（すなわち回転軸２２と平行な軸）を回転軸とするスピンドル５２の下端に取り付けられおり、研磨体保持部材３０の下面である研磨体保持面３２は、スピンドル５２の回転軸に垂直（したがってウエハＷ表面に平行）になるように設けられている。そして、研磨体４０はこの研磨体保持面３２に、接着剤（例えば両面テープ）等により着脱自在に取り付けられている。
【００２３】
図２は研磨ヘッド５０を拡大して示すものであり、図２（Ａ）はその側面図、図２（Ｂ）は下面図である。また、図３は研磨ヘッド５０における図２（Ａ）の領域ＩＩＩを拡大して示したものである。これらの図より分かるように、研磨体４０は円盤状に形成されたベースプレート４１の下面側に弾性材料からなる多数の突起状の研磨部材４３を有してなり、各研磨部材４３は、弾性率の異なる二種の材料が突起の延びる方向（ここでは上下方向）に積層されて構成されている。そして、突起の根元側に位置する層（ここでは上側の層）４６を形成する材料は、突起の先端側に位置する層（ここでは下側の層）４５を形成する材料よりも低い弾性率を有している。
【００２４】
すなわち、各研磨部材４３は先端部に硬質の材料層（例えば硬質系の発泡ウレタンからなる層）が配されるとともに、根元部には軟質の材料層（例えば軟質系の発泡ウレタンからなる層）が配された構成となっている。このため、以下の説明において、突起の先端側に位置する層４５を硬質材料層と称し、突起の根元側に位置する層４６を軟質材料層と称することにする。但し、ここでいう「硬質」、「軟質」という硬さの表現は、両材料層４５，４６を構成する材料の硬さを比較したときの相対的な表現である。また、ベースプレート４１は研磨部材４３を構成する材料に比して十分に高い弾性率を有する材料（例えばステンレス等の金属、或いは樹脂材料）により構成されている。
【００２５】
研磨体４０はこのようにベースプレート４１と多数の突起状の研磨部材４３とが一体に構成されており、ベースプレート４１の上面側が研磨体保持部材３０の研磨体保持面３２に取り付けられる。この研磨体４０の直径は、工作物であるウエハＷの直径よりも小径であり、各研磨部材４３の下面（或いは各研磨部材４３の下面を連ねた面）が本研磨体４０の研磨面４７に相当する。なお、研磨部材４３が磨り減ってこれを交換するときには、研磨体４０ごと交換することになる。
【００２６】
研磨ヘッド５０が取り付けられるスピンドル５２は図示しない電動モータを有して構成される研磨ヘッド回転駆動機構１４（図１参照）により垂直軸まわりに回転駆動されるようになっている。また、スピンドル５２は複数の図示しない電動モータを有して構成される研磨ヘッド移動機構１６（図１参照）により、垂直姿勢を保ったまま三次元的に平行移動させることができる。
【００２７】
図１及び図２に示すように、本ＣＭＰ装置１０においては、スピンドル５２及び研磨ヘッド５０を上下方向に貫通するようにスラリー供給管６２が設けられており、その一方側の端部はベースプレート４１の中央部に設けられた開口部４２（図２（Ｂ）参照。）において開口し、他方側の端部は図１に示すようにスラリー供給装置６０に接続されている。
【００２８】
このような構成のＣＭＰ装置１０を用いてウエハＷの表面を研磨するには、先ず、研磨ヘッド５０の研磨体保持面３２に研磨体４０を取り付ける。研磨体４０を研磨体保持面３２に取り付けたら、ウエハＷを回転定盤２０の上面に上述の真空チャックを用いて固定する。このとき、ウエハＷの中心が回転定盤２０の中心に一致するようにする。続いて、ウエハ回転駆動機構１２により回転定盤２０を回転させてウエハＷをその中心まわりに回転させるとともに、研磨ヘッド回転駆動機構１４によりスピンドル５２を回転させて研磨ヘッド５０を回転させる。ウエハＷと研磨ヘッド５０の双方が回転を始めたら、研磨ヘッド移動機構１６によりスピンドル５２を移動させて研磨体４０をウエハＷの上方に位置させた後、これを下降させて、研磨体４０の下面、すなわち研磨面４７をウエハＷの被研磨面（上面）に上方から接触させる。
【００２９】
ウエハＷの研磨中には、研磨ヘッド移動機構１６により研磨ヘッド５０を移動させて、研磨体４０の研磨面４７がウエハＷの表面に接触した状態のままその表面上を移動するようにする。これにより研磨体４０はウエハＷより小径でありながら、ウエハＷの表面（被研磨面）全域について研磨することができる。図４及び図５はこのようなウエハＷの研磨工程における研磨体４０の移動経路の例を示すものであり、ともにウエハＷの上方から見たものである。これらの図中に矢印付きで示す行路は、研磨体４０の（研磨面４７の）中心位置の移動経路であり、図４に示す例は、研磨体４０をウエハＷ表面上の一の方向に揺動（往復）運動させつつ、同じくウエハＷ表面上であって上記一の方向と直角な方向に向かって移動させるようにしたものである。また、図５に示す例は、ウエハＷ表面上を、ウエハＷの外縁側から中心側に向かうように螺旋状に研磨体４０を移動させるようにしたものである。これらいずれの移動経路によっても、ウエハＷ表面の全域を研磨することができる。なお、これらと異なる他の移動経路によってもウエハＷ表面の全域を研磨できることは勿論である。
【００３０】
ウエハＷの研磨中においては、スラリー供給装置６０よりシリカ粒を含んだスラリーを圧送し、スラリー供給管６２及びベースプレート４１上の開口４２を介してベースプレート４１の下面側にスラリーが供給されるようにする。ベースプレート４１の下面側に供給されたスラリーは隣接する研磨部材４３同士の間の溝内を流れるため、ウエハＷの表面（被研磨面）と研磨体４０の研磨面４７との間に十分な量のスラリーが行き渡るようになる。また、スラリーが上記溝内に或る程度の時間滞留することから、少ないスラリーで十分な研磨を行うことが可能である。
【００３１】
本研磨体４０では、上述したように、平板部材であるベースプレート４１の一面側に設けられた弾性材料からなる多数の突起状の研磨部材４３を有してなり、各研磨部材４３は弾性率の異なる二種の材料が突起の延びる方向に積層されて構成され、突起の根元側に位置する層（軟質材料層４６）を形成する材料は、突起の先端側に位置する層（硬質材料層４５）を形成する材料の弾性率よりも低い弾性率を有している（軟質になっている）ので、この研磨体４０を用いてウエハＷの被研磨面を研磨した場合、その被研磨面には突起の先端側に位置する硬質材料層４５が接触することになって段差解消性に対する要求が満足される一方、被研磨面上の凹凸形状に対しては、硬質材料層４５とベースプレート４１との間に設けられた軟質材料層４６が屈曲変形することにより硬質材料層４５がその凹凸形状に倣うようになるので、均一性に対する要求も満足される。
【００３２】
また、ウエハＷの研磨に際しては、上記のように研磨ヘッド５０が移動されるため、多数ある研磨部材４３（研磨面４７）の一部は図６（Ａ）に示すように、ウエハＷのエッジよりウエハＷの外方にはみ出すことになる。このとき、ウエハＷのエッジ上に位置する研磨部材４３（図６（Ａ）において符号４３ａで示す研磨部材）は根元側の軟質材料層４６において屈曲するが、本研磨体４０では各研磨部材４３それぞれが軟質材料層４６を有しており、従来例のように隣接する突起同士が共通の軟質材料層により繋がっている構成（図１３参照）ではない。このため、ウエハＷのエッジ上に位置した一部の研磨部材４３が大きく屈曲した場合であっても、隣接した他の研磨部材４３（例えば図６（Ａ）において符号４３ｂで示す研磨部材）はこれに引きずられて屈曲することがない。
【００３３】
よって、ウエハＷのエッジ近傍における単位時間当たりの研磨量は図６（Ｂ）のグラフＨのようになり、図１３に示した従来例に係る研磨体においてはグラフＪのようになるのに比較して、エッジエクスクルージョンが小さくなる。なお、図６（Ｂ）においては、本研磨体４０を用いた場合のエッジエクスクルージョンの範囲を符号Ｅで示しており、図１３において示した従来例に係る研磨体を用いた場合のエッジエクスクルージョンの範囲をＥ_０で示している。このように本研磨体４０によれば、段差解消性及び均一性に対する要求を十分に満足し得るうえ、エッジエクスクルージョンを極力狭小な範囲に抑えることができるので、歩留まりを大きく向上させることが可能である。
【００３４】
また、本ＣＭＰ装置１０は、上述のように、被研磨面が露出する状態で工作物であるウエハＷを保持する工作物保持手段としての回転定盤２０と、回転定盤２０により保持されたウエハＷの被研磨面に垂直な軸（スピンドル５２の回転軸）まわりに回転可能であり、上記研磨体４０のベースプレート４１を上記軸に垂直な面である研磨体保持面３２において保持した状態で、研磨体４０の研磨部材４３を、回転定盤２０により保持されたウエハＷの被研磨面と対向して位置させる研磨体保持部材３０とを備え、回転定盤２０により保持されたウエハＷの被研磨面に研磨体４０の研磨部材４３を接触させた状態で研磨体保持部材３０、すなわち研磨体４０を移動させて被研磨面の研磨を行う構成になっている。
【００３５】
このＣＭＰ装置１０においては、上述の効果を有する本発明に係る研磨体（研磨体４０）を有しているので、段差解消性と均一性とに対する要求を満たしつつ、エッジエクスクルージョンを極力狭小な範囲に抑えた歩留まりの高い工作物（ここではウエハＷ）を効率よく生産することができる。特に、工作物が上述のように半導体ウエハである場合には、そのウエハＷから切り出せるチップ数が増大するので、歩留まりを大きく向上させることができる。
【００３６】
ここで、本研磨体４０における硬質材料層４５及び軟質材料層４６の材料の選択、及びこれら両材料層４５，４６の厚さの比率などは、研磨部材４３の長さ、隣接する研磨部材４３同士の間隔等をパラメータとして決定される。例えば、ウエハＷのエッジ上に位置した研磨部材４３が傾いた場合でも、この研磨部材（図６（Ａ）における研磨部材４３ａ）が隣接する研磨部材（図６（Ｂ）における研磨部材４３ｂ）に接触しないようにする、という条件を課す場合には、この条件を満たすように上記材料の選択や厚さの比率などが定められる。また、ベースプレート４１の材料や弾性係数、厚さなども、ウエハＷに求められる研磨精度や硬質材料層４５及び軟質材料層４６についての物性値等に応じて最適の値が決定される。
【００３７】
本研磨体４０の製造手順は特に限定されないが、その一例を示すと、先ず、円盤状のベースプレート４１の一面側に軟質材料層４６を形成する材料からなる円盤状の第１層を設け、その上に、硬質材料層４５を形成する材料からなる円盤状の第２層を設ける。ここで、第１層と第２層とはベースプレート４１とほぼ同じ大きさの径となるようにする。これによりベースプレート４１、第１層及び第２層がこの順に積層された円盤形の研磨体素体ができあがるが、このような研磨体素体に、第２層側から第１層に至る深さを有する溝を縦横に設ければ、ベースプレート４１上に硬軟二層の材料層からなる多数の研磨部材４３を有した本研磨体４０が完成する。
【００３８】
ここで上記溝をベースプレート４１と第１層との境界に至るまで設けた場合には図３に示した形態の研磨体４０となるが、この溝の深さは必ずしもベースプレート４１と第１層との境界に至るまで設けなくてもよく、図７に示す第１変形例に係る研磨体のように、各研磨部材４３が隣接する他の研磨部材４３とその根元部において繋がっていてもよい。但しこの場合には、隣接する研磨部材４３同士が繋がる部分の層（第１層）の厚さｈは、この研磨体を用いてウエハＷを研磨した際、ウエハＷのエッジ上に位置した研磨部材４３が屈曲しても、隣接した他の研磨部材４３がこれに引きずられて屈曲することがないような範囲に限定される必要がある。或いは、図８に示す第２変形例に係る研磨体のように、上記溝をベースプレート４１が少々削れる程度の深さまで設けてもよい。このような形態であっても、本発明に係る研磨体の効果は妨げられない。
【００３９】
また、本研磨体４０においては、各研磨部材４３は、図２（Ｂ）に示したように縦横に規則正しく並んで設けられるのであってもよいが、図９に示す第３変形例に係る研磨体のように、各研磨部材４３は不規則に配置されていても構わない。この場合にはベースプレート４１の一面側に、硬軟二層に形成された円柱状或いは角柱状の研磨部材４３を多数植設する製造法となる。しかし、図２（Ｂ）に示したような、各研磨部材４３がベースプレート４１上で規則正しく並んでいる研磨体４０では、上述したように、ベースプレート４１、第１層及び第２層からなる円盤形の研磨体素体上に縦横の溝を設けるだけでよいので、製造手順が大変簡単になるという利点がある。
【００４０】
図１０は第４変形例に係る研磨体を示しており、図１０（Ａ）はこの第４変形例に係る研磨体を下方から見た図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）における矢視Ｂ−Ｂより見た研磨体４０の端面図である。この第４変形例に係る本研磨体４０においては、ベースプレート４１上に形成される多数の研磨部材４３のうち、ウエハＷの研磨中においてウエハＷのエッジ上に位置することがあり、或いはエッジより外方にはみ出すことのある領域のもののみが上述の実施形態における研磨部材４３のように細分化された形状に形成され、それ以外の領域のものは細分化されない、広い研磨面４７を有する形状に形成されている。このような形態であっても、本発明に係る研磨体の効果は妨げられない。
【００４１】
また、上述の実施形態に示した研磨体４０では、各研磨部材４３は、弾性率の異なる二種の材料が突起の延びる方向に積層された構成を有するとともに、突起の根元側に位置する層４６を形成する材料が、突起の先端側に位置する層４５を形成する材料よりも低い弾性率を有するものであったが、これは一例に過ぎず、各研磨部材４３は、弾性率の異なる複数種の材料が突起の延びる方向に積層された構成を有し、研磨部材４３を構成する複数種の材料のうち、突起の最も先端側に位置する層を除く他の層を形成する少なくとも一つの材料が、突起の最も先端側に位置する層を形成する材料よりも低い弾性率を有していればよい。すなわち、上述の実施形態において示した研磨体４０は、研磨部材４３を構成する弾性率の異なる材料の層が二つ（二層）である場合の特別な例である。このように、研磨部材４３を構成する弾性率の異なる材料層が二層でなく、それ以上の層であっても、ウエハＷの被研磨面に研磨部材の硬質材料層が接触するようにして段差解消性に対する要求が満たされるようにし、また、この硬質材料層とベースプレートとの間に設けた軟質材料層が屈曲変形することにより硬質材料層が被研磨面の凹凸形状に倣うことができるようにして均一性に対する要求を満足させることができるのは、上述の二層の場合と同じである。
【００４２】
次に、本発明に係る半導体デバイスの製造方法の実施形態について説明する。図１１は半導体デバイス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、先ずステップ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。
【００４３】
ここで、ステップＳ２０１はウエハＷの表面を酸化させる酸化工程である。ステップＳ２０２はＣＶＤ等によりウエハＷ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はウエハＷ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はウエハＷにイオンを打ち込むイオン打ち込み工程である。
【００４４】
ＣＶＤ工程（ステップＳ２０２）若しくは電極形成工程（ステップ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上記ＣＭＰ装置１０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、誘電体膜の研磨によるダマシン（ｄａｍａｓｃｅｎｅ）の形成等が行われる。
【００４５】
ＣＭＰ工程（ステップＳ２０５）若しくは酸化工程（ステップ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。この工程ではウエハＷへのレジストの塗布、露光装置を用いた露光によるウエハＷへの回路パターンの焼き付け、露光したウエハＷの現像が行われる。更に、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。
【００４６】
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エハＷ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。
【００４７】
このように本発明に係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係る研磨装置（ＣＭＰ装置１０）を用いているため、歩留まりが向上する。また、これにより、従来の半導体デバイス製造方法に比べ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生まれる。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工程に本発明に係る研磨装置を用いてもよい。また、本発明に係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。
【００４８】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態において示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、本発明に係る研磨体若しくは本発明に係る研磨装置により研磨される工作物は半導体ウエハＷであるとして説明したが、これは一例であり、液晶基板等の他の基板を工作物としてもよい。更には、基板以外のものを工作物としてもよい。
【００４９】
また、上述の実施形態では、本発明に係る研磨装置（ＣＭＰ装置１０）は、回転定盤２０により回転されたウエハＷの被研磨面に回転状態の研磨部材４３を接触させるとともに、研磨体４０をウエハＷ表面に対して揺動させてウエハＷ表面を研磨する構成であったが、これは、ウエハＷの被研磨面に研磨部材４３を接触させた状態でウエハＷと研磨体４０とを相対移動させるのであれば、必ずしも上記のような研磨方法を採用する必要はない。例えば、上記例のように一方が固定で他方が揺動する構成ではなく、双方が揺動移動する構成であってもよい。また、上記例のように双方が回転する構成ではなく、一方又は双方が非回転である構成であってもよい。
【００５０】
また、本発明に係る研磨装置は、上述の実施形態では、工作物保持手段は工作物を被研磨面が上方に露出する状態で保持するとともに、研磨体保持部材は研磨部材が下方に向くように研磨体を保持し、かつ、研磨体は工作物よりも小径であるとしていたが、これは一例であり、工作物保持手段が工作物を被研磨面が下方に露出する状態で保持するとともに、研磨体保持部材が研磨体を研磨部材が上方を向くように保持する構成のものであってもよい。この場合には、研磨体は工作物よりも大径となるのが普通である。但し、上述の実施形態において示したＣＭＰ装置１０のように、工作物保持手段が工作物を被研磨面が上方に露出する状態で保持するとともに、研磨体保持部材が研磨体を研磨部材が下方を向くように保持し、研磨体が工作物よりも小径である構成を採る場合には、研磨中における工作物の表面状態をリアルタイムで観察することができるという利点がある。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る研磨体は、平板部材の一面側に弾性材料からなる多数の突起状の研磨部材を有してなり、各研磨部材は弾性率の異なる複数種の材料が突起の延びる方向に積層されて構成され、突起の最も先端側に位置する層を除く他の層を形成する少なくとも一つの材料は、突起の最も先端側に位置する層を形成する材料よりも低い弾性率を有している（軟質になっている）ので、この研磨体を用いて工作物の被研磨面を研磨した場合、その被研磨面には突起の最も先端側に位置する硬質材料層が接触することになって段差解消性に対する要求が満足される一方、被研磨面上の凹凸形状に対しては、硬質材料層と平板部材との間に設けられた軟質材料層が屈曲変形することにより硬質材料層がその凹凸形状に倣うようになるので、均一性に対する要求も満足される。ここで、各研磨部材それぞれが軟質材料層を有しており、従来のように隣接する突起同士が共通の軟質材料層により繋がっている構成ではないため、工作物のエッジ上に位置した一部の研磨部材が大きく屈曲した場合であっても、隣接した他の研磨部材はこれに引きずられて屈曲することがない。このため、エッジエクスクルージョンを極力狭小な範囲に抑えることができ、歩留まりを大きく向上させることができる。
【００５２】
また、本発明に係る研磨装置は、上記効果を有する本発明に係る研磨体を有して構成されているので、段差解消性と均一性とに対する要求を満たしつつ、エッジエクスクルージョンを極力狭小な範囲に抑えた歩留まりの高い工作物を効率よく生産することができる。特に、工作物が半導体ウエハである場合には、そのウエハから切り出せるチップ数が増大するので、歩留まりを大きく向上させることができる。
【００５３】
また、本発明に係る半導体デバイス方法は、研磨工程において上記本発明に係る研磨装置が用いられるため、歩留まりが向上する。また、本発明に係る半導体デバイスは、上記本発明に係る半導体デバイス製造方法により高歩留まりで製造されるので、大変低コストな半導体デバイスとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研磨装置の一例としてのＣＭＰ装置の要部構成図である。
【図２】上記ＣＭＰ装置における研磨ヘッドを拡大して示す図であり、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）は下面図である。
【図３】研磨ヘッドにおける図２（Ａ）の領域ＩＩＩを拡大して示す図である。
【図４】ウエハの研磨工程における研磨ヘッドの移動経路の第１例を示す図である。
【図５】ウエハの研磨工程における研磨ヘッドの移動経路の第２例を示す図である。
【図６】（Ａ）はウエハの研磨中に、多数ある研磨部材のうちウエハのエッジ上に位置するものが根元側の軟質材料層において屈曲している状態を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の状態におけるウエハのエッジ近傍における単位時間当たりの研磨量を示す研磨量曲線であり、グラフＨは本発明に係る研磨体の場合、グラフＪは従来構成の研磨体の場合をそれぞれ示している。
【図７】研磨体の第１変形例を示す図である。
【図８】研磨体の第２変形例を示す図である。
【図９】研磨体の第３変形例を示す図である。
【図１０】第４変形例に係る研磨体を示しており、（Ａ）は研磨ヘッドを下方から見た図、（Ｂ）は（Ａ）における矢視Ｂ−Ｂより見た研磨ヘッドの端面図である。
【図１１】本発明に係る半導体デバイス製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】従来の研磨体の第１例を示す図であり、（Ａ）側面図、（Ｂ）は下面図である。
【図１３】従来の研磨体の第２例を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はこの研磨体を構成する突起が軟質材料層において屈曲している状態を示す図である。
【符号の説明】
１０　　ＣＭＰ装置
１２　　ウエハ回転駆動機構
１４　　研磨ヘッド回転駆動機構
１６　　研磨ヘッド移動機構
２０　　回転定盤
２２　　回転軸
３０　　研磨体保持部材
３２　　研磨体保持面
４０　　研磨体
４１　　ベースプレート
４２　　開口
４３　　研磨部材
４５　　硬質材料層
４６　　軟質材料層
４７　　研磨面
５０　　研磨ヘッド
５２　　スピンドル
６０　　スラリー供給装置
６２　　スラリー供給管
Ｗ　　　半導体ウエハ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing body for flatly polishing the surface of a workpiece, and also relates to a polishing apparatus provided with the polishing body. Further, the present invention relates to a semiconductor device manufacturing method using the polishing apparatus, and a semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the element structure of ICs has been increasingly miniaturized and complicated, and the number of layers of multilayer wiring has been increasing steadily. As the number of layers of such multi-layer wirings increases, the level difference on the IC surface becomes larger, and the accuracy of polishing the surface of the semiconductor wafer after forming the thin film becomes more important. If the polishing accuracy of the wafer surface performed after the formation of the thin film is poor, a portion where the thin film is locally thinned at the step portion may be formed, and there is a possibility that wiring insulation failure or short circuit may occur. In the lithography process, if the surface of the wafer has many irregularities, the wafer may be out of focus and a fine pattern may not be formed.
[0003]
As an apparatus for flattening and polishing a wafer surface, a semiconductor wafer held at a lower end of a spindle is brought into contact with a polishing pad attached to an upper surface of a rotary platen from above, and silica is applied to a contact surface between the wafer and the polishing pad. 2. Description of the Related Art A CMP (Chemical Mechanical Polishing) apparatus for polishing a wafer surface by rotating both a wafer and a polishing pad while supplying a slurry (polishing liquid) containing particles is known. In this CMP apparatus, the diameter of a polishing pad attached to the upper surface of a rotary platen is several times larger than the diameter of a wafer to be polished, and a plurality of wafers can be simultaneously polished. General.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-156711 discloses that, contrary to the above configuration, a polishing pad attached to a lower portion of a spindle is brought into contact with a wafer held on an upper surface side of a rotary platen from above to polish the wafer. A CMP apparatus of a type in which both the wafer and the polishing pad are rotated while the slurry is supplied between the pad and the surface of the wafer is polished is disclosed. In the CMP apparatus of this type, the diameter of the polishing pad is smaller than the diameter of the wafer to be polished, and the entire surface of the wafer can be polished by swinging the polishing pad side with respect to the wafer surface. Has become. Therefore, each wafer is polished one by one, but there is an advantage that the surface state of the wafer during polishing can be observed in real time.
[0005]
By the way, when flattening a wafer, it is necessary to satisfy a predetermined requirement for step elimination (or flatness) and uniformity. The elasticity (hardness) of the material constituting the polishing pad greatly affects the step-elimination property and uniformity of the wafer surface, and the polishing characteristics are large when the polishing pad is made of a hard material and when it is made of a soft material. It is known to be different. That is, the polishing pad made of a hard material cannot enter into the fine concave portions on the wafer surface, so that the uniformity is slightly insufficient. However, the convex portions on the wafer surface can be sufficiently flattened, and the step difference elimination property is good. On the other hand, a polishing pad made of a soft material cannot sufficiently flatten the projections on the wafer surface, so that the step-eliminating property is somewhat insufficient, but the uniformity is good because it can penetrate into the fine recesses of the wafer. .
[0006]
Further, in flattening and polishing the wafer surface, there is also a demand for edge exclusion. The edge exclusion is a region (usually represented by the size of the width) in the peripheral portion of the wafer which is not to be evaluated such as the ability to eliminate a step and the uniformity, and is within a predetermined reference value. Need to be controlled. If the edge exclusion is too large, the number of chips that can be cut out from the wafer is reduced, the yield (G / W yield) is reduced, and there is a possibility that other required standards cannot be satisfied.
[0007]
This edge exclusion is caused by edge dripping caused by the polishing pad located on the edge of the wafer wrapping around the side of the wafer locally during polishing of the wafer surface, and the polishing pad is drawn inward of the wafer. When polishing, a part of the polishing pad located on the side of the edge of the wafer is caught by the edge, and a portion in the vicinity thereof rises, and there is a factor due to an overshoot that causes a non-contact portion with the wafer surface. The size of the edge droop and overshoot is also affected by the material hardness of the polishing pad. That is, when the polishing pad is made of a soft material, the polishing pad is bent so as to substantially follow the edge shape of the wafer, so that the edge becomes large, but the overshoot amount is small, and the non-contact portion with the wafer surface is small. Become. On the other hand, when the polishing pad is made of a hard material, the polishing pad cannot bend so as to follow the edge shape of the wafer. Become. As described above, when the polishing pad is made of a soft material, the edge portion becomes large, and when the polishing pad is made of a hard material, the overshoot amount becomes large, and in each case, the edge exclusion becomes large.
[0008]
FIG. 12 shows an example of a conventional polishing body. FIG. 12 (A) is a side view thereof, and FIG. 12 (B) is a bottom view thereof. The polishing body compensates for the above-mentioned drawbacks caused by the difference in hardness and softness of the polishing pad material, and is capable of improving both the step-eliminating property and the uniformity. The disc attached to the polishing body holding member 90 The polishing pad 92 is formed of a hard base material and a polishing pad 92 made of a hard material attached to the base plate 91. The surface of the polishing pad 92 is provided with vertical and horizontal grooves so that a large number of projections 94 protrude. . In such a polishing body, the requirement for the ability to eliminate a step can be satisfied by the polishing pad 92 being made of a hard material, and the polishing pad 92 is provided with vertical and horizontal grooves on its surface to reduce the out-of-plane bending rigidity of the polishing pad 92. By lowering, the same effect as in the case where the polishing pad 92 is formed of a soft material is provided, so that the requirement for uniformity can be satisfied. Here, the vertical and horizontal grooves provided on the surface of the polishing pad 92 not only allow the slurry to spread over the entire contact surface between the wafer and the polishing pad 92 but also cause the slurry to stay on the surface of the polishing pad 92 for a certain period of time. You are. Also, it has a function of discharging wafer shavings generated by polishing out of the contact surface without damaging the wafer surface.
[0009]
FIG. 13A is a side view of a polishing body obtained by improving the polishing body. Note that a bottom view of the polishing body is the same as that of FIG. This polishing body has a layer (soft material layer) 103 made of a soft elastic material between a base plate 101 attached to the polishing body holding member 100 and a polishing pad 102 made of a hard elastic material attached to the base plate 101. In the polishing pad 102, grooves having a depth reaching the boundary with the soft material layer 103 are provided vertically and horizontally, and a large number of projections 104 are formed. In the polishing body having such a configuration, since the soft material layer 103 is provided between the base plate 101 and the polishing pad 102, the projections 104 follow the irregularities on the surface of the wafer W, and the polishing shown in FIG. Better uniformity than the body is obtained. A polishing body having such a configuration is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-156699.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the polishing body of the type shown in FIG. 13A, the projections 104 of the polishing pad 102 are connected at the base via the soft material layer 103, and therefore, as shown in FIG. When the projections located on the edge of the projection (shown by reference numeral 104a) are greatly inclined, a volume shift occurs in the soft material layer 103, and other projections adjacent to the inclined projections 104a (these projections are denoted by reference numerals 104b and 104c). ) To deform (tilt). For this reason, there has been a problem that the overshoot amount becomes large and the area of edge exclusion becomes wide.
[0011]
The present invention has been made in view of such a problem, and while suppressing the step elimination and uniformity demands imposed on a workpiece with sufficient accuracy, the edge exclusion is suppressed to a narrow range as much as possible. It is an object of the present invention to provide a polishing body having a configuration capable of greatly improving the yield and a polishing apparatus including such a polishing body. It is still another object of the present invention to provide a semiconductor device manufacturing method using such a polishing apparatus, and a semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, a polishing body according to the present invention is a polishing body including a plurality of protrusion-shaped polishing members made of an elastic material on one surface side of a flat plate member. Is constituted by laminating a plurality of types of materials having different elastic moduli in the direction in which the protrusions extend, and at least one material forming another layer except for the layer located at the most front end side of the protrusion is at the most front end side of the protrusion. It has a lower elastic modulus than the material forming the underlying layer.
[0013]
The polishing body according to the present invention has a large number of protrusion-shaped polishing members made of an elastic material on one surface side of a flat plate member, and each polishing member is formed by stacking a plurality of types of materials having different elastic moduli in a direction in which the protrusions extend. At least one material forming another layer except the layer located at the most distal side of the projection has a lower elastic modulus than the material forming the layer located at the most distal side of the projection. Therefore, when the surface to be polished of the workpiece is polished using this polished body, the hard material layer located at the most distal end side of the projection comes into contact with the polished surface. While the requirements for the step-eliminating property are satisfied, the hard material layer is bent due to the soft material layer provided between the hard material layer and the flat plate member with respect to the uneven shape on the polished surface. Because it will follow the uneven shape, Request may also be satisfied. Here, since each polishing member has a soft material layer, and the adjacent protrusions are not connected by a common soft material layer as in the related art, a portion positioned on the edge of the workpiece is used. Even if one of the polishing members is greatly bent, the other adjacent polishing members are not dragged by this and bent. For this reason, edge exclusion can be suppressed as narrow as possible, and the yield can be greatly improved.
[0014]
In such a polishing body, in particular, each polishing member is formed by laminating two types of materials having different elastic moduli in the direction in which the protrusions extend. It is preferable that the material has a lower elastic modulus than the material forming the layer located on the front end side. With such a configuration, the above effect can be obtained with a simpler configuration.
[0015]
In addition, a polishing apparatus according to the present invention includes a workpiece holding unit that holds a workpiece in a state where a surface to be polished is exposed, and a workpiece holding the polishing member of the polishing body according to the present invention by the workpiece holding unit. A polishing body holding member positioned to face the surface to be polished of the workpiece, and the workpiece and the polishing body in a state where the polishing member of the polishing body is brought into contact with the surface to be polished of the workpiece held by the workpiece holding means. Are relatively moved to polish the surface to be polished.
[0016]
Since the polishing apparatus having such a configuration is configured to include the polishing body according to the present invention having the above-described effects, the edge exclusion is as small as possible while satisfying the requirements for step elimination and uniformity. Workpieces with a high yield within a limited range can be efficiently produced. In particular, when the workpiece is a semiconductor wafer, the number of chips that can be cut from the wafer increases, so that the yield can be greatly improved.
[0017]
In the above-mentioned polishing apparatus, the workpiece holding means holds the workpiece with the surface to be polished exposed upward, and the polishing body holding member holds the polishing body such that the polishing member faces downward. Preferably, the body is smaller in diameter than the workpiece. According to such a configuration, the surface state of the workpiece during polishing can be observed in real time.
[0018]
Further, a semiconductor device manufacturing method according to the present invention is characterized in that the workpiece is a semiconductor wafer, and the method includes a step of flattening the surface of the semiconductor wafer using the polishing apparatus according to the present invention. In such a semiconductor device method, since the polishing apparatus according to the present invention is used in the polishing step, the yield is improved.
[0019]
Further, a semiconductor device according to the present invention is characterized by being manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to the present invention. Since such a semiconductor device is manufactured with a high yield by the semiconductor device manufacturing method according to the present invention, the semiconductor device becomes a very low-cost semiconductor device.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a main configuration of a CMP apparatus as an example of a polishing apparatus according to the present invention. The CMP apparatus 10 includes a rotary platen 20 for holding a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer) W, which is a workpiece (to be polished), with a surface to be polished exposed upward, and a rotary platen 20 above the rotary platen 20. The polishing head 50 is provided.
[0021]
The turntable 20 is a disc-shaped turntable having substantially the same diameter as the wafer W. The turntable 20 is attached to the upper end of a rotating shaft 22 extending in the vertical direction, and is held in a substantially horizontal posture. A vacuum chuck (not shown) is provided on the upper surface of the rotary platen 20 so that the workpiece W, which is a workpiece, can be detachably fixed to the upper surface side of the rotary platen 20. The rotation shaft 22 can be driven to rotate by the wafer rotation drive mechanism 12 (see FIG. 1) having an electric motor (not shown).
[0022]
The polishing head 50 includes a polishing body holding member 30 provided above the rotary platen 20 and a disk-shaped polishing body 40 held by the polishing body holding member 30. Here, the polishing body holding member 30 is provided with a spindle 52 having a shaft extending in a direction perpendicular to the surface of the wafer W held on the rotating platen 20 (that is, an axis parallel to the rotating shaft 22) as a rotating shaft. The polishing body holding surface 32, which is a lower surface of the polishing body holding member 30, is provided so as to be perpendicular to the rotation axis of the spindle 52 (and thus parallel to the surface of the wafer W). The polishing body 40 is detachably attached to the polishing body holding surface 32 by an adhesive (for example, a double-sided tape) or the like.
[0023]
FIG. 2 is an enlarged view of the polishing head 50. FIG. 2 (A) is a side view, and FIG. 2 (B) is a bottom view. FIG. 3 is an enlarged view of a region III in FIG. 2A of the polishing head 50. As can be seen from these figures, the polishing body 40 has a large number of protruding polishing members 43 made of an elastic material on the lower surface side of a base plate 41 formed in a disk shape, and each polishing member 43 has an elastic modulus. Are stacked in the direction in which the protrusion extends (here, the vertical direction). The material forming the layer (here, the upper layer) 46 located on the base side of the projection has a lower elastic modulus than the material forming the layer (here, the lower layer) 45 located on the tip side of the projection. have.
[0024]
That is, each of the polishing members 43 has a hard material layer (for example, a layer made of hard urethane foam) disposed at a tip portion, and a soft material layer (for example, a layer made of soft urethane foam) at a root portion. Is arranged. For this reason, in the following description, the layer 45 located on the tip side of the projection will be referred to as a hard material layer, and the layer 46 located on the root side of the projection will be referred to as a soft material layer. However, the expression “hard” or “soft” here is a relative expression when comparing the hardness of the materials forming the material layers 45 and 46. The base plate 41 is made of a material (for example, a metal such as stainless steel or a resin material) having a sufficiently higher elastic modulus than the material of the polishing member 43.
[0025]
The polishing body 40 is thus integrally formed with the base plate 41 and the numerous protruding polishing members 43, and the upper surface side of the base plate 41 is attached to the polishing body holding surface 32 of the polishing body holding member 30. The diameter of the polishing body 40 is smaller than the diameter of the wafer W as a workpiece, and the lower surface of each polishing member 43 (or the surface connecting the lower surfaces of the polishing members 43) is the polishing surface 47 of the main polishing body 40. Is equivalent to When the polishing member 43 is worn out and replaced, the whole polishing body 40 is replaced.
[0026]
The spindle 52 to which the polishing head 50 is attached is driven to rotate about a vertical axis by a polishing head rotation drive mechanism 14 (see FIG. 1) having an electric motor (not shown). The spindle 52 can be translated three-dimensionally while maintaining the vertical posture by the polishing head moving mechanism 16 (see FIG. 1) having a plurality of electric motors (not shown).
[0027]
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present CMP apparatus 10, a slurry supply pipe 62 is provided so as to vertically pass through a spindle 52 and a polishing head 50, and one end thereof is a base plate 41. An opening is provided at an opening 42 (see FIG. 2B) provided at a central portion of the, and the other end is connected to a slurry supply device 60 as shown in FIG.
[0028]
To polish the surface of the wafer W using the CMP apparatus 10 having such a configuration, first, the polishing body 40 is attached to the polishing body holding surface 32 of the polishing head 50. After the polishing body 40 is mounted on the polishing body holding surface 32, the wafer W is fixed to the upper surface of the rotary platen 20 using the above-described vacuum chuck. At this time, the center of the wafer W is made to coincide with the center of the rotary platen 20. Subsequently, the rotating platen 20 is rotated by the wafer rotation driving mechanism 12 to rotate the wafer W around its center, and the polishing head 50 is rotated by rotating the spindle 52 by the polishing head rotation driving mechanism 14. When both the wafer W and the polishing head 50 start rotating, the spindle 52 is moved by the polishing head moving mechanism 16 to position the polishing body 40 above the wafer W. The lower surface, that is, the polishing surface 47 is brought into contact with the surface to be polished (upper surface) of the wafer W from above.
[0029]
During polishing of the wafer W, the polishing head 50 is moved by the polishing head moving mechanism 16 so that the polishing surface 47 of the polishing body 40 moves on the surface of the wafer W in a state of being in contact with the surface. Thus, the polishing body 40 can polish the entire surface (polished surface) of the wafer W while having a smaller diameter than the wafer W. FIGS. 4 and 5 show examples of the movement path of the polishing body 40 in such a polishing process of the wafer W, both of which are viewed from above the wafer W. The paths shown with arrows in these figures are movement paths of the center position of the polishing body 40 (of the polishing surface 47), and the example shown in FIG. 4 moves the polishing body 40 in one direction on the surface of the wafer W. While swinging (reciprocating), the wafer W is moved on the surface of the wafer W in a direction perpendicular to the one direction. In the example shown in FIG. 5, the polishing body 40 is spirally moved from the outer edge of the wafer W toward the center on the surface of the wafer W. With any of these moving paths, the entire surface of the wafer W can be polished. It is needless to say that the entire surface of the wafer W can be polished by another moving path different from these.
[0030]
During the polishing of the wafer W, the slurry containing the silica particles is pressure-fed from the slurry supply device 60 so that the slurry is supplied to the lower surface side of the base plate 41 through the slurry supply pipe 62 and the opening 42 on the base plate 41. I do. Since the slurry supplied to the lower surface of the base plate 41 flows in the groove between the adjacent polishing members 43, a sufficient amount of the slurry is provided between the surface (the surface to be polished) of the wafer W and the polishing surface 47 of the polishing body 40. Of the slurry will be distributed. Further, since the slurry stays in the groove for a certain period of time, it is possible to perform sufficient polishing with a small amount of slurry.
[0031]
As described above, the main polishing body 40 has a large number of projecting polishing members 43 made of an elastic material provided on one surface side of the base plate 41 which is a flat plate member, and each polishing member 43 has an elastic modulus. Two different materials are stacked in the direction in which the protrusion extends, and the material forming the layer (soft material layer 46) located on the base side of the protrusion is a layer (hard material layer 45) located on the tip side of the protrusion. ) Has a lower elastic modulus than that of the material forming it (it is soft). Therefore, when the polished surface of the wafer W is polished using the polishing body 40, The contact with the hard material layer 45 located on the tip side of the protrusions satisfies the requirement for the step-elimination property, while the hard material layer 45 and the base plate 41 Soft material layer 4 provided between There hard material layer 45 by bending deformation. Therefore as to follow its irregular shape, the requirements for uniformity is met.
[0032]
When the wafer W is polished, the polishing head 50 is moved as described above. Therefore, a part of the large number of the polishing members 43 (the polishing surface 47) is, as shown in FIG. This will protrude outside the wafer W. At this time, the polishing member 43 located on the edge of the wafer W (the polishing member indicated by reference numeral 43a in FIG. 6A) is bent in the soft material layer 46 on the base side. Each of them has a soft material layer 46, and is not a configuration (see FIG. 13) in which adjacent protrusions are connected by a common soft material layer as in the conventional example. Therefore, even when some of the polishing members 43 located on the edge of the wafer W are greatly bent, the other adjacent polishing members 43 (for example, the polishing members indicated by reference numeral 43b in FIG. 6A) are not. There is no bending caused by dragging.
[0033]
Therefore, the polishing amount per unit time in the vicinity of the edge of the wafer W is as shown in a graph H in FIG. 6B, and the polishing amount according to the conventional example shown in FIG. Thus, edge exclusion is reduced. In FIG. 6B, the range of the edge exclusion when the main polishing body 40 is used is indicated by reference character E, and the edge when the polishing body according to the conventional example shown in FIG. 13 is used. Exclusion range E ₀ Indicated by. As described above, according to the present polishing body 40, the requirements for the step-elimination property and the uniformity can be sufficiently satisfied, and the edge exclusion can be suppressed to a narrow range as much as possible, so that the yield can be greatly improved. It is possible.
[0034]
Further, as described above, the present CMP apparatus 10 is held by the rotary platen 20 as a workpiece holding means for holding the wafer W as a workpiece in a state where the polished surface is exposed, and the rotary platen 20. It is rotatable around an axis perpendicular to the surface to be polished of the wafer W (rotation axis of the spindle 52), and the base plate 41 of the polishing body 40 is held on the polishing body holding surface 32 perpendicular to the axis. And a polishing body holding member 30 for positioning the polishing member 43 of the polishing body 40 so as to face the surface to be polished of the wafer W held by the rotating surface plate 20. The polishing body holding member 30, that is, the polishing body 40 is moved while the polishing member 43 of the polishing body 40 is in contact with the surface to be polished, and the surface to be polished is polished.
[0035]
Since the CMP apparatus 10 includes the polishing body (polishing body 40) according to the present invention having the above-described effects, the edge exclusion is reduced as much as possible while satisfying the requirements for the step elimination property and the uniformity. It is possible to efficiently produce a workpiece (here, the wafer W) having a high yield within a small range. In particular, when the workpiece is a semiconductor wafer as described above, the number of chips that can be cut from the wafer W increases, so that the yield can be greatly improved.
[0036]
Here, the selection of the material of the hard material layer 45 and the soft material layer 46 in the main polishing body 40 and the ratio of the thickness of the material layers 45 and 46 are determined by the length of the polishing member 43 and the adjacent polishing member 43. The distance between them is determined as a parameter. For example, even when the polishing member 43 positioned on the edge of the wafer W is tilted, the polishing member (the polishing member 43a in FIG. 6A) is replaced by the adjacent polishing member (the polishing member 43b in FIG. 6B). In the case where a condition of preventing contact is imposed, the selection of the above-mentioned materials and the ratio of thickness are determined so as to satisfy this condition. Further, the optimum values of the material, elastic coefficient, thickness, and the like of the base plate 41 are determined according to the polishing accuracy required for the wafer W, the physical property values of the hard material layer 45 and the soft material layer 46, and the like.
[0037]
The manufacturing procedure of the main polishing body 40 is not particularly limited, but as an example, first, a disc-shaped first layer made of a material for forming the soft material layer 46 is provided on one surface side of the disc-shaped base plate 41, and A disk-shaped second layer made of a material for forming the hard material layer 45 is provided thereon. Here, the first layer and the second layer have a diameter substantially the same as that of the base plate 41. As a result, a disc-shaped abrasive body in which the base plate 41, the first layer, and the second layer are laminated in this order is completed, and the depth of the abrasive body, from the second layer side to the first layer, is obtained. Is provided vertically and horizontally, a main polishing body 40 having a large number of polishing members 43 made of a hard and soft material layer on a base plate 41 is completed.
[0038]
Here, when the groove is provided up to the boundary between the base plate 41 and the first layer, the polishing body 40 has the form shown in FIG. 3, but the depth of the groove is not necessarily equal to that of the base plate 41 and the first layer. May not be provided, and each polishing member 43 may be connected to another adjacent polishing member 43 at the base thereof, as in the polishing body according to the first modification shown in FIG. However, in this case, the thickness h of the layer (first layer) of the portion where the adjacent polishing members 43 are connected to each other is determined by the polishing position which is located on the edge of the wafer W when the wafer W is polished using this polishing body. Even if the member 43 is bent, it is necessary to limit the range so that another adjacent polishing member 43 is not dragged by the member and bent. Alternatively, as in the polishing body according to the second modification shown in FIG. 8, the grooves may be provided to such a depth that the base plate 41 can be slightly removed. Even in such a form, the effect of the polishing body according to the present invention is not hindered.
[0039]
Further, in the present polishing body 40, the polishing members 43 may be provided regularly and vertically and horizontally as shown in FIG. 2B, but the polishing members according to the third modification shown in FIG. Like the body, each of the polishing members 43 may be arranged irregularly. In this case, a manufacturing method is used in which a large number of cylindrical or prismatic polishing members 43 formed of two hard and soft layers are implanted on one surface side of the base plate 41. However, in the polishing body 40 in which the polishing members 43 are regularly arranged on the base plate 41 as shown in FIG. 2 (B), as described above, the disc-shaped polishing body including the base plate 41, the first layer, and the second layer is used. Since only vertical and horizontal grooves need to be provided on the polishing body, there is an advantage that the manufacturing procedure is greatly simplified.
[0040]
FIG. 10 shows a polishing body according to a fourth modification, FIG. 10 (A) is a diagram of the polishing body according to the fourth modification viewed from below, and FIG. 10 (B) is a view in FIG. 10 (A). FIG. 3 is an end view of the polishing body 40 as viewed from an arrow BB. In the main polishing body 40 according to the fourth modification, among the many polishing members 43 formed on the base plate 41, the polishing member 40 may be located on the edge of the wafer W during polishing of the wafer W, or may be positioned on the edge. Only the region that may protrude outward is formed into a subdivided shape like the polishing member 43 in the above-described embodiment, and the other regions are not subdivided and have a wide polishing surface 47. Is formed. Even in such a form, the effect of the polishing body according to the present invention is not hindered.
[0041]
Further, in the polishing body 40 shown in the above-described embodiment, each polishing member 43 has a configuration in which two types of materials having different elastic moduli are stacked in the direction in which the protrusions extend, and a layer located on the base side of the protrusions. Although the material forming the material 46 has a lower elastic modulus than the material forming the layer 45 located on the tip side of the protrusion, this is only an example, and each polishing member 43 has a different elastic modulus. The polishing member 43 has a configuration in which a plurality of types of materials are stacked in a direction in which the protrusions extend, and among the plurality of types of materials forming the polishing member 43, at least one of the layers other than the layer located at the most distal end side of the protrusion is formed. It is only necessary that the two materials have a lower elastic modulus than the material forming the layer located on the most distal end side of the protrusion. That is, the polishing body 40 shown in the above-described embodiment is a special example in a case where the polishing member 43 has two (two) layers of materials having different elastic moduli. Thus, even if the material layers having different elastic moduli constituting the polishing member 43 are not two layers but are more layers, the hard material layer of the polishing member is brought into contact with the surface to be polished of the wafer W. The requirement for the step-elimination property is satisfied, and the soft material layer provided between the hard material layer and the base plate is bent and deformed so that the hard material layer can follow the uneven shape of the surface to be polished. The requirement for uniformity can be satisfied as in the case of the two layers described above.
[0042]
Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 11 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process. When the semiconductor manufacturing process is started, first, in step S200, an appropriate processing step is selected from the following steps S201 to S204, and the process proceeds to any one of the steps.
[0043]
Here, step S201 is an oxidation step of oxidizing the surface of the wafer W. Step S202 is a CVD step of forming an insulating film or a dielectric film on the surface of the wafer W by CVD or the like. Step S203 is an electrode forming step of forming electrodes on the wafer W by vapor deposition or the like. Step S204 is an ion implantation step of implanting ions into the wafer W.
[0044]
After the CVD step (Step S202) or the electrode forming step (Step S203), the process proceeds to Step S205. Step S205 is a CMP process. In the CMP process, the CMP apparatus 10 according to the present invention performs planarization of an interlayer insulating film, polishing of a metal film on the surface of a semiconductor device, formation of damascene by polishing of a dielectric film, and the like.
[0045]
After the CMP step (Step S205) or the oxidation step (Step S201), the process proceeds to Step S206. Step S206 is a photolithography step. In this step, a resist is applied to the wafer W, a circuit pattern is printed on the wafer W by exposure using an exposure apparatus, and development of the exposed wafer W is performed. Further, the next step S207 is an etching step in which portions other than the developed resist image are etched away, and then the resist is peeled off to remove unnecessary resist after etching.
[0046]
Next, it is determined in step S208 whether all necessary processes have been completed. If not, the process returns to step S200, and the previous steps are repeated to form a circuit pattern on the wafer W. If it is determined in step S208 that all steps have been completed, the process ends.
[0047]
As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the polishing apparatus (CMP apparatus 10) according to the present invention is used in the CMP process, so that the yield is improved. This also produces an effect that a semiconductor device can be manufactured at a lower cost than a conventional semiconductor device manufacturing method. The polishing apparatus according to the present invention may be used in a CMP step of a semiconductor device manufacturing process other than the semiconductor device manufacturing process. Further, a semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to the present invention is manufactured at a high yield, and is a low-cost semiconductor device.
[0048]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to those shown in the above embodiments. For example, in the above-described embodiment, the polishing object according to the present invention or the workpiece polished by the polishing apparatus according to the present invention has been described as the semiconductor wafer W. However, this is an example, and the polishing object is another example. The substrate may be a workpiece. Further, a workpiece other than the substrate may be used.
[0049]
Further, in the above-described embodiment, the polishing apparatus (CMP apparatus 10) according to the present invention brings the rotating polishing member 43 into contact with the surface to be polished of the wafer W rotated by the rotary platen 20, and the polishing body 40 Is oscillated with respect to the surface of the wafer W to polish the surface of the wafer W. In this configuration, the wafer W and the polishing body 40 are brought into contact with the polishing member 43 in contact with the surface to be polished of the wafer W. If they are relatively moved, it is not always necessary to employ the above-described polishing method. For example, instead of a configuration in which one is fixed and the other swings as in the above example, a configuration in which both swing and move may be used. Further, instead of a configuration in which both rotate as in the above example, a configuration in which one or both do not rotate may be used.
[0050]
Further, in the polishing apparatus according to the present invention, in the above-described embodiment, the work holding means holds the work in a state where the surface to be polished is exposed upward, and the polishing body holding member is configured such that the polishing member faces downward. The abrasive body was held at a certain point, and the abrasive body was smaller in diameter than the workpiece, but this is merely an example, and the workpiece holding means holds the workpiece with the surface to be polished exposed downward. Alternatively, the abrasive body holding member may hold the abrasive body such that the abrasive member faces upward. In this case, the abrasive body usually has a larger diameter than the workpiece. However, as in the CMP apparatus 10 shown in the above embodiment, the work holding means holds the work in a state where the surface to be polished is exposed upward, and the polishing body holding member moves the polishing body downward. When the polishing body has a smaller diameter than the workpiece, there is an advantage that the surface state of the workpiece during polishing can be observed in real time.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, the polishing body according to the present invention has a large number of protruding polishing members made of an elastic material on one surface side of a flat plate member, and each polishing member is made of a plurality of types of materials having different elastic moduli. At least one material that is configured to be stacked in the direction in which the protrusion extends and that forms another layer except for the layer located at the most distal end of the projection is lower than the material that forms the layer located at the most distal end of the projection. Since the surface to be polished of the workpiece is polished by using this polished body because it has an elastic modulus (it is soft), a hard material layer located at the most distal end side of the projection is formed on the polished surface. Are in contact with each other, thereby satisfying the requirement for the step-eliminating property. On the other hand, with respect to the uneven shape on the surface to be polished, the soft material layer provided between the hard material layer and the flat plate member is bent and deformed. This allows the hard material layer to follow the uneven shape. Since demand for uniformity is met. Here, each of the polishing members has a soft material layer, and the adjacent protrusions are not connected by a common soft material layer as in the related art. Even if one of the polishing members is greatly bent, another adjacent polishing member is not bent by being dragged by this. For this reason, edge exclusion can be suppressed to the narrowest possible range, and the yield can be greatly improved.
[0052]
Further, since the polishing apparatus according to the present invention is configured to include the polishing body according to the present invention having the above-described effects, the edge exclusion can be reduced as much as possible while satisfying the requirements for step elimination and uniformity. It is possible to efficiently produce a high-yield workpiece within a small range. In particular, when the workpiece is a semiconductor wafer, the number of chips that can be cut from the wafer increases, so that the yield can be greatly improved.
[0053]
Further, in the semiconductor device method according to the present invention, since the polishing apparatus according to the present invention is used in the polishing step, the yield is improved. Further, the semiconductor device according to the present invention is manufactured at a high yield by the semiconductor device manufacturing method according to the present invention, so that the semiconductor device is a very low-cost semiconductor device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a main part configuration diagram of a CMP apparatus as an example of a polishing apparatus according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are enlarged views of a polishing head in the CMP apparatus, wherein FIG. 2A is a side view and FIG. 2B is a bottom view.
FIG. 3 is an enlarged view showing a region III of FIG. 2A in the polishing head.
FIG. 4 is a diagram showing a first example of a movement path of a polishing head in a wafer polishing process.
FIG. 5 is a diagram showing a second example of the movement path of the polishing head in the wafer polishing step.
FIG. 6A is a view showing a state in which one of a large number of polishing members located on the edge of the wafer is bent in the soft material layer on the base side during polishing of the wafer, and FIG. Is a polishing amount curve showing the polishing amount per unit time in the vicinity of the edge of the wafer in the state of (A). Graph H is for the polishing body according to the present invention, and graph J is for the polishing body of the conventional configuration. Each is shown.
FIG. 7 is a view showing a first modification of the polishing body.
FIG. 8 is a view showing a second modification of the polishing body.
FIG. 9 is a view showing a third modification of the polishing body.
10A and 10B show a polishing body according to a fourth modified example, in which FIG. 10A is a diagram of the polishing head as viewed from below, and FIG. 10B is an end surface of the polishing head as viewed from the arrow BB in FIG. FIG.
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a semiconductor device manufacturing method according to the present invention.
FIG. 12 is a view showing a first example of a conventional polishing body, wherein (A) is a side view and (B) is a bottom view.
13A and 13B are diagrams showing a second example of a conventional polishing body, wherein FIG. 13A is a side view, and FIG. 13B is a view showing a state in which projections constituting the polishing body are bent in a soft material layer. is there.
[Explanation of symbols]
10 CMP equipment
12 Wafer rotation drive mechanism
14 Polishing head rotation drive mechanism
16 Polishing head moving mechanism
20 turntable
22 Rotation axis
30 Abrasive body holding member
32 Abrasive body holding surface
40 abrasive body
41 Base plate
42 opening
43 Polishing member
45 Hard material layer
46 Soft material layer
47 Polished surface
50 polishing head
52 spindle
60 Slurry supply device
62 Slurry supply pipe
W semiconductor wafer

Claims

平板部材の一面側に弾性材料からなる多数の突起状の研磨部材を有して構成される研磨体であって、
前記各研磨部材は弾性率の異なる複数種の材料が突起の延びる方向に積層されて構成され、
前記突起の最も先端側に位置する層を除く他の層を形成する少なくとも一つの材料は、前記突起の最も先端側に位置する層を形成する材料よりも低い弾性率を有していることを特徴とする研磨体。A polishing body configured to have a number of protrusion-shaped polishing members made of an elastic material on one surface side of a flat plate member,
Each of the polishing members is configured by laminating a plurality of types of materials having different elastic moduli in a direction in which the protrusions extend,
At least one material forming another layer except for the layer located at the most distal side of the projection has a lower elastic modulus than the material forming the layer located at the most distal side of the projection. Polished body characterized.

前記各研磨部材は弾性率の異なる二種の材料が前記突起の延びる方向に積層されて構成されており、前記突起の根元側に位置する層を形成する材料は、前記突起の先端側に位置する層を形成する材料よりも低い弾性率を有していることを特徴とする請求項１記載の研磨体。Each of the polishing members is formed by laminating two kinds of materials having different elastic moduli in a direction in which the protrusions extend, and a material forming a layer located on a base side of the protrusions is located on a tip side of the protrusions. The polishing body according to claim 1, wherein the polishing body has a lower elastic modulus than a material forming the layer to be formed.

被研磨面が露出する状態で工作物を保持する工作物保持手段と、
請求項１又は２記載の研磨体の前記研磨部材を、前記工作物保持手段により保持された前記工作物の前記被研磨面と対向して位置させる研磨体保持部材とを備え、
前記工作物保持手段により保持された前記工作物の前記被研磨面に前記研磨体の前記研磨部材を接触させた状態で前記工作物と前記研磨体とを相対移動させて前記被研磨面の研磨を行うことを特徴とする研磨装置。Workpiece holding means for holding the workpiece in a state where the polished surface is exposed,
A polishing body holding member for positioning the polishing member of the polishing body according to claim 1 or 2 so as to face the polished surface of the workpiece held by the workpiece holding means,
Polishing the polished surface by relatively moving the workpiece and the polished body while the polishing member of the polished body is in contact with the polished surface of the workpiece held by the workpiece holding means. Polishing machine characterized by performing.

前記工作物保持手段は前記被研磨面が上方に露出する状態で前記工作物を保持するとともに、前記研磨体保持部材は前記研磨部材が下方を向くように前記研磨体を保持し、前記研磨体は前記工作物よりも小径であることを特徴とする請求項３記載の研磨装置。The workpiece holding means holds the workpiece in a state where the polished surface is exposed upward, and the polishing body holding member holds the polishing body so that the polishing member faces downward. 4. The polishing apparatus according to claim 3, wherein the diameter of the workpiece is smaller than that of the workpiece.

前記工作物が半導体ウエハであり、前記請求項３又は４記載の研磨装置を用いて前記半導体ウエ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。A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of flattening a surface of the semiconductor wafer by using the polishing apparatus according to claim 3 or 4;

請求項５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。A semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to claim 5.