JP2001110767A - 半導体ウエーハの製造方法及び研磨装置 - Google Patents
半導体ウエーハの製造方法及び研磨装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 デバイス形成層の層厚均一性及びマイクロラ
フネスに優れ、且つダメージの少ない半導体ウエーハを
製造する。 【解決手段】 通常の鏡面研磨ウエーハの表面をプラズ
マエッチング装置により超高精度に平坦化加工する。平
坦化加工で悪化したウエーハ表面のマイクロラフネスを
通常の鏡面研磨ウエーハと同等以上に回復させるため
に、ウエーハ表面を微小研磨する。微小研磨で研磨液及
び／又はウエーハを加熱する。
フネスに優れ、且つダメージの少ない半導体ウエーハを
製造する。 【解決手段】 通常の鏡面研磨ウエーハの表面をプラズ
マエッチング装置により超高精度に平坦化加工する。平
坦化加工で悪化したウエーハ表面のマイクロラフネスを
通常の鏡面研磨ウエーハと同等以上に回復させるため
に、ウエーハ表面を微小研磨する。微小研磨で研磨液及
び／又はウエーハを加熱する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、貼り合わせウエー
ハを含む半導体ウエーハの製造方法、及びこれに使用さ
れる研磨装置に関する。
ハを含む半導体ウエーハの製造方法、及びこれに使用さ
れる研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】貼り合わせウエーハの一種であるＳＯＩ
ウエーハは、支持基板となる第１のウエーハとデバイス
形成層となる第２のウエーハとを、誘電体層を介在させ
て貼り合わせた後、デバイス形成層となる第２のウエー
ハを所定厚さまで薄膜化することにより製造される。
ウエーハは、支持基板となる第１のウエーハとデバイス
形成層となる第２のウエーハとを、誘電体層を介在させ
て貼り合わせた後、デバイス形成層となる第２のウエー
ハを所定厚さまで薄膜化することにより製造される。
【０００３】即ち、貼り合わせ面を鏡面仕上げした２枚
の半導体ウエーハのうちの少なくとも一方の貼り合わせ
面に誘電体層となる酸化膜を形成しておき、その後に、
これら半導体ウエーハの鏡面同士を接合して、貼り合わ
せウエーハを形成する。その後、デバイス形成層の表面
に研削・鏡面仕上げを行い、ＳＯＩウエーハを製造す
る。
の半導体ウエーハのうちの少なくとも一方の貼り合わせ
面に誘電体層となる酸化膜を形成しておき、その後に、
これら半導体ウエーハの鏡面同士を接合して、貼り合わ
せウエーハを形成する。その後、デバイス形成層の表面
に研削・鏡面仕上げを行い、ＳＯＩウエーハを製造す
る。
【０００４】ここで、ＳＯＩウエーハのデバイス形成層
であるＳＯＩ層の層厚均一性は、鏡面仕上げ時の加工精
度に支配され、±０．５μｍ程度である。これ以下の層
厚均一性を得るためには、鏡面仕上げの後に更に、プラ
ズマエッチング装置による超高精度の平坦化加工が行わ
れる。プラズマエッチング装置による平坦化加工では、
デバイス形成層の層厚が測定器によって自動測定され、
その層厚によってエッチング時間が変更される超高精度
の平坦化加工により、例えば±０．１μｍ以下の層厚均
一性が得られる。
であるＳＯＩ層の層厚均一性は、鏡面仕上げ時の加工精
度に支配され、±０．５μｍ程度である。これ以下の層
厚均一性を得るためには、鏡面仕上げの後に更に、プラ
ズマエッチング装置による超高精度の平坦化加工が行わ
れる。プラズマエッチング装置による平坦化加工では、
デバイス形成層の層厚が測定器によって自動測定され、
その層厚によってエッチング時間が変更される超高精度
の平坦化加工により、例えば±０．１μｍ以下の層厚均
一性が得られる。
【０００５】しかし、プラズマエッチング装置による超
高精度の平坦化加工を受けた面（エッチング面）は、通
常の半導体ウエーハにおける鏡面仕上げの面と比べてマ
イクロラフネスが劣る（表面粗さが粗くなる）。このた
め、平坦化加工の後には、デバイス形成層の層厚均一性
を悪化させない程度の微小な（１０ｎｍ程度の）鏡面研
磨が行われる。この微小研磨はタッチポリッシュと呼ば
れており、特開平１１−１０２８４８号公報等に記載さ
れている。
高精度の平坦化加工を受けた面（エッチング面）は、通
常の半導体ウエーハにおける鏡面仕上げの面と比べてマ
イクロラフネスが劣る（表面粗さが粗くなる）。このた
め、平坦化加工の後には、デバイス形成層の層厚均一性
を悪化させない程度の微小な（１０ｎｍ程度の）鏡面研
磨が行われる。この微小研磨はタッチポリッシュと呼ば
れており、特開平１１−１０２８４８号公報等に記載さ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】プラズマエッチング装
置による超高精度の平坦化加工と、これに続くタッチポ
リッシュとの組み合わせにより、ＳＯＩ層には±０．１
μｍ以下の層厚均一性と、通常研磨ウエーハにおける鏡
面仕上げ面と比べて遜色ないマイクロラフネスとが付与
されることになる。
置による超高精度の平坦化加工と、これに続くタッチポ
リッシュとの組み合わせにより、ＳＯＩ層には±０．１
μｍ以下の層厚均一性と、通常研磨ウエーハにおける鏡
面仕上げ面と比べて遜色ないマイクロラフネスとが付与
されることになる。
【０００７】ところが、タッチポリッシュは、非常に軽
微な研磨加工であるにもかかわらず、ＳＯＩ層にダメー
ジを与え、その耐圧特性を低下させることが、本発明者
らによる調査から判明した。即ち、タッチポリッシュの
ような微小研磨によって発生するダメージは確認が非常
に困難であるが、本発明者らは耐圧評価、特にＴＤＤＢ
（Time Dependent Dielectric Breakdown ）によってタ
ッチポリッシュによる耐圧特性への悪影響を定量的に確
認することができた。
微な研磨加工であるにもかかわらず、ＳＯＩ層にダメー
ジを与え、その耐圧特性を低下させることが、本発明者
らによる調査から判明した。即ち、タッチポリッシュの
ような微小研磨によって発生するダメージは確認が非常
に困難であるが、本発明者らは耐圧評価、特にＴＤＤＢ
（Time Dependent Dielectric Breakdown ）によってタ
ッチポリッシュによる耐圧特性への悪影響を定量的に確
認することができた。
【０００８】このタッチポリッシュでのダメージのた
め、高精度研磨ウエーハは、通常研磨ウエーハと比べ、
デバイス形成層の層厚均一性及びマイクロラフネスに優
れるものの、耐圧特性の低下を余儀なくされるという問
題がある。
め、高精度研磨ウエーハは、通常研磨ウエーハと比べ、
デバイス形成層の層厚均一性及びマイクロラフネスに優
れるものの、耐圧特性の低下を余儀なくされるという問
題がある。
【０００９】なお、プラズマエッチング装置による超高
精度の平坦化加工とタッチポリッシュの組み合わせは、
ＳＯＩウエーハのような貼り合わせウエーハだけでな
く、単層の通常構造ウエーハにも行われる。通常構造ウ
エーハの場合、デバイス形成層の層厚はウエーハの全厚
であり、上記の組み合わせ加工により、例えば±０．２
μｍ以下の層厚均一性（ＴＴＶ：Total Thicknes Varia
tion )が得られると共に、通常研磨ウエーハと同等のマ
イクロラフネスが得られるが、ＳＯＩウエーハと同様に
耐圧特性の低下が問題になる。
精度の平坦化加工とタッチポリッシュの組み合わせは、
ＳＯＩウエーハのような貼り合わせウエーハだけでな
く、単層の通常構造ウエーハにも行われる。通常構造ウ
エーハの場合、デバイス形成層の層厚はウエーハの全厚
であり、上記の組み合わせ加工により、例えば±０．２
μｍ以下の層厚均一性（ＴＴＶ：Total Thicknes Varia
tion )が得られると共に、通常研磨ウエーハと同等のマ
イクロラフネスが得られるが、ＳＯＩウエーハと同様に
耐圧特性の低下が問題になる。
【００１０】本発明の目的は、プラズマエッチング装置
等による超高精度の平坦化とタッチポリッシュを組み合
わせた超高精度加工で問題となる耐圧特性の低下を、そ
の超高精度を維持しつつ回避できる半導体ウエーハの製
造方法及びこれに使用される研磨装置を提供することに
ある。
等による超高精度の平坦化とタッチポリッシュを組み合
わせた超高精度加工で問題となる耐圧特性の低下を、そ
の超高精度を維持しつつ回避できる半導体ウエーハの製
造方法及びこれに使用される研磨装置を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述した通り、本発明者
らは、プラズマエッチング装置による超高精度の平坦化
加工に続くタッチポリッシュで、ウエーハがダメージを
受け、これが耐圧特性に悪影響を及ぼすことを見いだし
た。そこで更に、ダメージの原因について調査した結
果、以下の事実を得た。
らは、プラズマエッチング装置による超高精度の平坦化
加工に続くタッチポリッシュで、ウエーハがダメージを
受け、これが耐圧特性に悪影響を及ぼすことを見いだし
た。そこで更に、ダメージの原因について調査した結
果、以下の事実を得た。
【００１２】半導体ウエーハの鏡面研磨では、機械的な
研磨（メカニカル研磨）の要素と化学的な研磨（ケミカ
ル研磨）の要素とを合わせ持った機械化学的研磨（メカ
ノケミカル研磨）が用いられる。一般の鏡面研磨と比
べ、タッチポリッシュでは、研磨量が１０ｎｍ程度と非
常に少ない。このため、ウエーハ表面と研磨布が接触す
る時間が短く、摩擦熱による温度上昇が少ない。その結
果、化学的な研磨要素の少ない機械的要素が主体の研磨
が行われ、研磨布との接触によるダメージがウエーハ表
面に発生する。
研磨（メカニカル研磨）の要素と化学的な研磨（ケミカ
ル研磨）の要素とを合わせ持った機械化学的研磨（メカ
ノケミカル研磨）が用いられる。一般の鏡面研磨と比
べ、タッチポリッシュでは、研磨量が１０ｎｍ程度と非
常に少ない。このため、ウエーハ表面と研磨布が接触す
る時間が短く、摩擦熱による温度上昇が少ない。その結
果、化学的な研磨要素の少ない機械的要素が主体の研磨
が行われ、研磨布との接触によるダメージがウエーハ表
面に発生する。
【００１３】即ち、タッチポリッシュでのダメージの発
生及びこれによる耐圧特性の低下の原因は、微小研磨に
起因する化学的な研磨要素の支配率の低下であることが
判明した。
生及びこれによる耐圧特性の低下の原因は、微小研磨に
起因する化学的な研磨要素の支配率の低下であることが
判明した。
【００１４】ここで、研磨量を多くすると、デバイス形
成層の層厚均一性が低下することになる。そこで、研磨
液を加熱し、化学的な研磨を促進した。その結果、研磨
量を多くすることなく、タッチポリッシュでのダメージ
が低減されることが判明した。
成層の層厚均一性が低下することになる。そこで、研磨
液を加熱し、化学的な研磨を促進した。その結果、研磨
量を多くすることなく、タッチポリッシュでのダメージ
が低減されることが判明した。
【００１５】本発明はかかる知見事項を基礎として完成
されたものであり、その半導体ウエーハの製造方法は、
半導体ウエーハの表面を超高精度に平坦化して、デバイ
ス形成層の層厚均一性を通常の鏡面研磨ウエーハより向
上させる工程と、超高精度に平坦化されたウエーハ表面
を微小研磨して、その表面のマイクロラフネスを通常の
鏡面研磨ウエーハと同等以上に回復させるタッチポリッ
シュの工程とを含み、タッチポリッシュの工程で研磨液
及び／又はウエーハを加熱するものである。
されたものであり、その半導体ウエーハの製造方法は、
半導体ウエーハの表面を超高精度に平坦化して、デバイ
ス形成層の層厚均一性を通常の鏡面研磨ウエーハより向
上させる工程と、超高精度に平坦化されたウエーハ表面
を微小研磨して、その表面のマイクロラフネスを通常の
鏡面研磨ウエーハと同等以上に回復させるタッチポリッ
シュの工程とを含み、タッチポリッシュの工程で研磨液
及び／又はウエーハを加熱するものである。
【００１６】また、本発明の研磨装置は、超高精度に平
坦化された半導体ウエーハの表面を微小研磨するタッチ
ポリッシュ用の研磨装置において、研磨液及び／又はウ
エーハを加熱する手段を備えたものである。
坦化された半導体ウエーハの表面を微小研磨するタッチ
ポリッシュ用の研磨装置において、研磨液及び／又はウ
エーハを加熱する手段を備えたものである。
【００１７】タッチポリッシュでの研磨液及び／又はウ
エーハの加熱温度は３０℃以上が好ましく、４０℃以上
が特に好ましい。加熱温度が十分でない場合は、全研磨
中に占める化学的研磨の比率が十分に向上しないため
に、微小研磨量ではダメージが十分に軽減されない。加
熱温度の上限は、ダメージの点からは特に制限はない
が、６０℃を超えると、研磨液の化学的研磨を司る成分
であるアンモニアの蒸発が顕著になるので、６０℃以下
が好ましい。
エーハの加熱温度は３０℃以上が好ましく、４０℃以上
が特に好ましい。加熱温度が十分でない場合は、全研磨
中に占める化学的研磨の比率が十分に向上しないため
に、微小研磨量ではダメージが十分に軽減されない。加
熱温度の上限は、ダメージの点からは特に制限はない
が、６０℃を超えると、研磨液の化学的研磨を司る成分
であるアンモニアの蒸発が顕著になるので、６０℃以下
が好ましい。
【００１８】タッチポリッシュでの研磨量は、前工程で
確保された平坦度を低下させないために２０ｎｍ以下が
好ましく、１０ｎｍ以下が特に好ましい。
確保された平坦度を低下させないために２０ｎｍ以下が
好ましく、１０ｎｍ以下が特に好ましい。
【００１９】タッチポリッシュで確保されるマイクロラ
フネスは、通常の鏡面研磨品のレベルと同等もしくはそ
れ以上であり、具体的にはＡＦＭ測定で０．２ｎｍ以下
が好ましく、０．１ｎｍ以下が特に好ましい。
フネスは、通常の鏡面研磨品のレベルと同等もしくはそ
れ以上であり、具体的にはＡＦＭ測定で０．２ｎｍ以下
が好ましく、０．１ｎｍ以下が特に好ましい。
【００２０】タッチポリッシュの前工程では、通常の鏡
面研磨品では得られないデバイス形成層の層厚均一性が
確保される。この工程には、通常、プラズマエッチング
装置が使用される。デバイス形成層の層厚は、貼り合わ
せウエーハの場合は、デバイス形成層となるウエーハの
厚みであり、単層の通常構造ウエーハの場合は、そのウ
エーハの全厚である。
面研磨品では得られないデバイス形成層の層厚均一性が
確保される。この工程には、通常、プラズマエッチング
装置が使用される。デバイス形成層の層厚は、貼り合わ
せウエーハの場合は、デバイス形成層となるウエーハの
厚みであり、単層の通常構造ウエーハの場合は、そのウ
エーハの全厚である。
【００２１】ここにおける層厚均一性は、貼り合わせウ
エーハの場合はデバイス形成層の膜厚均一性で０．２μ
ｍ以下が好ましく、０．１μｍ以下が特に好ましい。通
常構造ウエーハの場合はＴＴＶで０．４μｍ以下が好ま
しく、０．２μｍ以下が特に好ましい。
エーハの場合はデバイス形成層の膜厚均一性で０．２μ
ｍ以下が好ましく、０．１μｍ以下が特に好ましい。通
常構造ウエーハの場合はＴＴＶで０．４μｍ以下が好ま
しく、０．２μｍ以下が特に好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明でのタッチポリッシュ
に好適に使用される研磨装置の構成図である。
基づいて説明する。図１は本発明でのタッチポリッシュ
に好適に使用される研磨装置の構成図である。
【００２３】本実施形態では、次の工程によりＳＯＩウ
エーハが製造される。
エーハが製造される。
【００２４】第１工程として、貼り合わせ面を鏡面仕上
げした２枚の半導体ウエーハのうちの少なくとも一方の
貼り合わせ面に誘電体層となる酸化膜を形成しておき、
その後に、これら半導体ウエーハの鏡面同士を接合し
て、貼り合わせウエーハを形成する。
げした２枚の半導体ウエーハのうちの少なくとも一方の
貼り合わせ面に誘電体層となる酸化膜を形成しておき、
その後に、これら半導体ウエーハの鏡面同士を接合し
て、貼り合わせウエーハを形成する。
【００２５】第２工程として、形成された貼り合わせウ
エーハのデバイス形成層の表面に研削・鏡面仕上げを行
い、ＳＯＩ型の通常研磨ウエーハを製造する。この段階
でのデバイス形成層の表面のマイクロラフネスはＡＦＭ
測定で０．１ｎｍ以下と良好である。しかし、デバイス
形成層の層厚均一性は高々０．５μｍである。
エーハのデバイス形成層の表面に研削・鏡面仕上げを行
い、ＳＯＩ型の通常研磨ウエーハを製造する。この段階
でのデバイス形成層の表面のマイクロラフネスはＡＦＭ
測定で０．１ｎｍ以下と良好である。しかし、デバイス
形成層の層厚均一性は高々０．５μｍである。
【００２６】第３工程として、製造された通常研磨ウエ
ーハのデバイス形成層の層厚均一性を高めるために、プ
ラズマエッチング装置により、その表面を超高精度で平
坦化加工する。これにより、デバイス形成層の層厚均一
性は、好ましくは±０．２μｍ以下、より好ましくは±
０．１μｍ以下とされる。しかし、その一方ではデバイ
ス形成層の表面のマイクロラフネスが通常研磨ウエーハ
と比べて悪化する。
ーハのデバイス形成層の層厚均一性を高めるために、プ
ラズマエッチング装置により、その表面を超高精度で平
坦化加工する。これにより、デバイス形成層の層厚均一
性は、好ましくは±０．２μｍ以下、より好ましくは±
０．１μｍ以下とされる。しかし、その一方ではデバイ
ス形成層の表面のマイクロラフネスが通常研磨ウエーハ
と比べて悪化する。
【００２７】そこで第４工程として、タッチポリッシュ
と呼ばれる微小研磨を行い、デバイス形成層の表面のマ
イクロラフネスを通常研磨ウエーハと同等もしくはそれ
以上のレベルまで改善する。ただし、過度の研磨はデバ
イス形成層の膜厚均一性を悪化させるので、その研磨量
は好ましくは２０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以
下に制限される。しかし、この微小研磨はデバイス形成
層にダメージを与える。
と呼ばれる微小研磨を行い、デバイス形成層の表面のマ
イクロラフネスを通常研磨ウエーハと同等もしくはそれ
以上のレベルまで改善する。ただし、過度の研磨はデバ
イス形成層の膜厚均一性を悪化させるので、その研磨量
は好ましくは２０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以
下に制限される。しかし、この微小研磨はデバイス形成
層にダメージを与える。
【００２８】そこで、本実施形態では、図１に示すよう
に、研磨液を事前に加熱してデバイス形成層上に供給す
る。
に、研磨液を事前に加熱してデバイス形成層上に供給す
る。
【００２９】即ち、図１に示された研磨装置は、プラズ
マエッチング装置による超高精度の平坦化加工を受けた
後のＳＯＩウエーハ１０を下面に保持する水平な回転式
のウエーハ保持部１と、ウエーハ保持部１の下方に配置
された回転定盤２とを備えている。ウエーハ保持部１は
回転定盤２の周方向一部に上方から対向する。回転定盤
２の上面には研磨布３が貼り付けられている。
マエッチング装置による超高精度の平坦化加工を受けた
後のＳＯＩウエーハ１０を下面に保持する水平な回転式
のウエーハ保持部１と、ウエーハ保持部１の下方に配置
された回転定盤２とを備えている。ウエーハ保持部１は
回転定盤２の周方向一部に上方から対向する。回転定盤
２の上面には研磨布３が貼り付けられている。
【００３０】研磨液は、タンク４内に所定温度（２０℃
程度）に保温されて収容されている。タンク４内の研磨
液は、三方弁５を介してノズル６に送られ、所定量がノ
ズル６から回転定盤２上の研磨布３に供給される。ノズ
ル６には加熱装置７が取付けられている。加熱装置７
は、ノズル６内を通過する研磨液を加熱し、これにより
ノズル６から研磨布３に供給される研磨液の温度を３０
〜６０℃の範囲内に制御する。
程度）に保温されて収容されている。タンク４内の研磨
液は、三方弁５を介してノズル６に送られ、所定量がノ
ズル６から回転定盤２上の研磨布３に供給される。ノズ
ル６には加熱装置７が取付けられている。加熱装置７
は、ノズル６内を通過する研磨液を加熱し、これにより
ノズル６から研磨布３に供給される研磨液の温度を３０
〜６０℃の範囲内に制御する。
【００３１】タッチポリッシュを受けるＳＯＩウエーハ
１０は、デバイス形成層を下方に向けて、ウエーハ保持
部１の下面に保持され、回転定盤２上の研磨布３に所定
の圧力で押し付けられる。この状態で、ウエーハ保持部
１及び回転定盤２が回転し、且つ、３０〜６０℃に加熱
された研磨液が回転定盤２上の研磨布３に供給される。
これにより、ＳＯＩウエーハ１０のデバイス形成層の表
面が、デバイス形成層の層厚均一性を悪化させない程度
に微小研磨される。また、回転定盤２上の研磨布３に供
給される研磨液が３０〜６０℃に加熱されているため、
化学的な研磨が促進され、同一研磨量では機械的な研磨
の占める割合が低減することにより、デバイス形成層が
受けるダメージが軽減される。
１０は、デバイス形成層を下方に向けて、ウエーハ保持
部１の下面に保持され、回転定盤２上の研磨布３に所定
の圧力で押し付けられる。この状態で、ウエーハ保持部
１及び回転定盤２が回転し、且つ、３０〜６０℃に加熱
された研磨液が回転定盤２上の研磨布３に供給される。
これにより、ＳＯＩウエーハ１０のデバイス形成層の表
面が、デバイス形成層の層厚均一性を悪化させない程度
に微小研磨される。また、回転定盤２上の研磨布３に供
給される研磨液が３０〜６０℃に加熱されているため、
化学的な研磨が促進され、同一研磨量では機械的な研磨
の占める割合が低減することにより、デバイス形成層が
受けるダメージが軽減される。
【００３２】図２は本発明でのタッチポリッシュに好適
に使用される別の研磨装置の構成図である。
に使用される別の研磨装置の構成図である。
【００３３】図２に示された研磨装置では、回転定盤２
の上方にウエーハ保持部１を避けて配置された遠赤外線
ヒータ等の非接触式加熱装置８により、研磨布３及びこ
れに供給された研磨液が４０〜６０℃に加熱される。こ
の供給後の研磨液の加熱によっても、化学的な研磨が促
進され、同一研磨量では機械的な研磨の占める割合が低
減することにより、デバイス形成層が受けるダメージが
軽減される。
の上方にウエーハ保持部１を避けて配置された遠赤外線
ヒータ等の非接触式加熱装置８により、研磨布３及びこ
れに供給された研磨液が４０〜６０℃に加熱される。こ
の供給後の研磨液の加熱によっても、化学的な研磨が促
進され、同一研磨量では機械的な研磨の占める割合が低
減することにより、デバイス形成層が受けるダメージが
軽減される。
【００３４】図２に示された研磨装置では、研磨液は供
給後にのみ加熱されるが、図１に示された研磨装置と組
み合わせて、供給の前後に加熱することもできる。
給後にのみ加熱されるが、図１に示された研磨装置と組
み合わせて、供給の前後に加熱することもできる。
【００３５】また、図１及び図２に示された研磨装置で
は、研磨液が加熱されるが、この研磨液の加熱に代え
て、或いはこの研磨液の加熱と共に、ＳＯＩウエーハ１
０を加熱するもの有効である。このウエーハ加熱は、例
えば遠赤外線ヒータ等の非接触式ヒータにより行うこと
ができる。
は、研磨液が加熱されるが、この研磨液の加熱に代え
て、或いはこの研磨液の加熱と共に、ＳＯＩウエーハ１
０を加熱するもの有効である。このウエーハ加熱は、例
えば遠赤外線ヒータ等の非接触式ヒータにより行うこと
ができる。
【００３６】また、上記実施形態では、ＳＯＩウエーハ
が製造されるが、ＳＯＩウエーハ以外の貼り合わせウエ
ーハ、更には通常構造ウエーハも対象とすることが可能
である。
が製造されるが、ＳＯＩウエーハ以外の貼り合わせウエ
ーハ、更には通常構造ウエーハも対象とすることが可能
である。
【００３７】図３はウエーハの耐圧評価結果をエピウエ
ーハ、通常研磨ＳＯＩウエーハ、従来の高精度研磨ＳＯ
Ｉウエーハ、本発明の高精度研磨ＳＯＩウエーハについ
て示した図表である。耐圧評価はＴＤＤＢの良品率測定
で行った。測定条件は以下の通りである。
ーハ、通常研磨ＳＯＩウエーハ、従来の高精度研磨ＳＯ
Ｉウエーハ、本発明の高精度研磨ＳＯＩウエーハについ
て示した図表である。耐圧評価はＴＤＤＢの良品率測定
で行った。測定条件は以下の通りである。
【００３８】ゲート酸化膜：２５ｎｍ ストレス電流密度：５０ｍＡ／ｃｍ2 電極面積：８ｍｍ2 判定電荷量：１Ｃ／ｃｍ2
【００３９】また、通常鏡面研磨ＳＯＩウエーハでのデ
バイス形成層の層厚均一性は±０．５μｍ程度、マイク
ロラフネスはＡＦＭ測定で０．１ｎｍ程度である。一
方、高精度研磨ＳＯＩウエーハでの層厚均一性は共に±
０．１μｍ以下、マイクロラフネスは共にＡＦＭ測定で
通常鏡面研磨ウエーハと同等レベル（０．１ｎｍ程度）
である。研磨液温度は、従来は２０℃、本発明では５０
℃とした。
バイス形成層の層厚均一性は±０．５μｍ程度、マイク
ロラフネスはＡＦＭ測定で０．１ｎｍ程度である。一
方、高精度研磨ＳＯＩウエーハでの層厚均一性は共に±
０．１μｍ以下、マイクロラフネスは共にＡＦＭ測定で
通常鏡面研磨ウエーハと同等レベル（０．１ｎｍ程度）
である。研磨液温度は、従来は２０℃、本発明では５０
℃とした。
【００４０】図３から分かるように、エピウエーハの良
品率は非常に高く、これに比べると、通常研磨ＳＯＩウ
エーハの良品率は低い。これは研磨加工によるダメージ
のためである。従来の高精度研磨ＳＯＩウエーハは、通
常研磨ＳＯＩウエーハと比べて良品率が著しく劣るが、
本発明の高精度研磨ＳＯＩウエーハは、従来の高精度研
磨ＳＯＩウエーハと比べて同じ層厚均一性及びマイクロ
ラフネスを確保しているにもかかわらず、その良品率は
通常研磨ＳＯＩウエーハと同程度に改善されている。
品率は非常に高く、これに比べると、通常研磨ＳＯＩウ
エーハの良品率は低い。これは研磨加工によるダメージ
のためである。従来の高精度研磨ＳＯＩウエーハは、通
常研磨ＳＯＩウエーハと比べて良品率が著しく劣るが、
本発明の高精度研磨ＳＯＩウエーハは、従来の高精度研
磨ＳＯＩウエーハと比べて同じ層厚均一性及びマイクロ
ラフネスを確保しているにもかかわらず、その良品率は
通常研磨ＳＯＩウエーハと同程度に改善されている。
【００４１】図４は研磨液の加熱温度がウエーハの耐圧
評価結果に及ぼす影響を示す図表である。
評価結果に及ぼす影響を示す図表である。
【００４２】通常、研磨液は、保存のためにタンク内で
２０℃程度に保温されている。供給の前後に使用分を瞬
間的に加熱することは特に問題にならない。この液温を
３０℃以上に加熱することにより、良品率が大幅に向上
する。ただし、６０℃を超える加熱は、研磨液の化学的
な研磨を司るアンモニア成分の蒸発を促進し、好ましく
ない。
２０℃程度に保温されている。供給の前後に使用分を瞬
間的に加熱することは特に問題にならない。この液温を
３０℃以上に加熱することにより、良品率が大幅に向上
する。ただし、６０℃を超える加熱は、研磨液の化学的
な研磨を司るアンモニア成分の蒸発を促進し、好ましく
ない。
【００４３】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明の半導体
ウエーハの製造方法及び研磨装置は、プラズマエッチン
グ装置等による超高精度の平坦化とタッチポリッシュを
組み合わせた超高精度加工で問題となる耐圧特性の低下
を、その超高精度を維持しつつ回避できる。これによ
り、高性能で高品質な半導体ウエーハを経済的に提供で
きる。
ウエーハの製造方法及び研磨装置は、プラズマエッチン
グ装置等による超高精度の平坦化とタッチポリッシュを
組み合わせた超高精度加工で問題となる耐圧特性の低下
を、その超高精度を維持しつつ回避できる。これによ
り、高性能で高品質な半導体ウエーハを経済的に提供で
きる。
【図１】本発明でのタッチポリッシュに好適に使用され
る研磨装置の構成図である。
る研磨装置の構成図である。
【図２】本発明でのタッチポリッシュに好適に使用され
る別の研磨装置の構成図である。
る別の研磨装置の構成図である。
【図３】ウエーハの耐圧評価結果をエピウエーハ、通常
研磨ＳＯＩウエーハ、従来の高精度研磨ＳＯＩウエー
ハ、本発明の高精度研磨ＳＯＩウエーハについて示した
図表である。
研磨ＳＯＩウエーハ、従来の高精度研磨ＳＯＩウエー
ハ、本発明の高精度研磨ＳＯＩウエーハについて示した
図表である。
【図４】研磨液の加熱温度がウエーハの耐圧評価に及ぼ
す影響を示す図表である。
す影響を示す図表である。
１ ウエーハ保持部 ２ 回転定盤 ３ 研磨布 ４ タンク ６ ノズル ７，８ 加熱装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｓ
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体ウエーハの表面を超高精度に平坦
化して、デバイス形成層の層厚均一性を通常の鏡面研磨
ウエーハより向上させる工程と、超高精度に平坦化され
たウエーハ表面を微小研磨して、その表面のマイクロラ
フネスを通常の鏡面研磨ウエーハと同等以上に回復させ
るタッチポリッシュの工程とを含み、タッチポリッシュ
の工程で、研磨液及び／又はウエーハを加熱することを
特徴とする半導体ウエーハの製造方法。 - 【請求項２】 タッチポリッシュの工程での研磨液及び
／又はウエーハの加熱温度が３０〜６０℃である請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】 ウエーハ表面を超高精度に平坦化するた
めにプラズマエッチング装置を使用することを特徴とす
る請求項１又は２に記載の半導体ウエーハの製造方法。 - 【請求項４】 超高精度に平坦化された半導体ウエーハ
の表面を微小研磨するタッチポリッシュ用の研磨装置に
おいて、研磨液及び／又はウエーハを加熱する手段を備
えたことを特徴とする研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28779799A JP2001110767A (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 半導体ウエーハの製造方法及び研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28779799A JP2001110767A (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 半導体ウエーハの製造方法及び研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001110767A true JP2001110767A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17721884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28779799A Pending JP2001110767A (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 半導体ウエーハの製造方法及び研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001110767A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003053659A (ja) * | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Sony Corp | 研磨装置及び研磨方法 |
| WO2008065973A1 (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-05 | Asahi Glass Co., Ltd. | Method for finishing surface of preliminary polished glass substrate |
| JP2016203351A (ja) * | 2015-04-28 | 2016-12-08 | 株式会社ディスコ | 加工装置 |
| WO2022224637A1 (ja) | 2021-04-21 | 2022-10-27 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの製造方法 |
-
1999
- 1999-10-08 JP JP28779799A patent/JP2001110767A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003053659A (ja) * | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Sony Corp | 研磨装置及び研磨方法 |
| WO2008065973A1 (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-05 | Asahi Glass Co., Ltd. | Method for finishing surface of preliminary polished glass substrate |
| JP2008156215A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-07-10 | Asahi Glass Co Ltd | 予備研磨されたガラス基板表面を仕上げ加工する方法 |
| US7803280B2 (en) | 2006-12-01 | 2010-09-28 | Asahi Glass Company, Limited | Method for finishing surface of preliminary polished glass substrate |
| US7998645B2 (en) | 2006-12-01 | 2011-08-16 | Asahi Glass Company, Limited | Method for finishing surface of preliminary polished glass substrate |
| US8460843B2 (en) | 2006-12-01 | 2013-06-11 | Asahi Glass Company, Limited | Method for finishing surface of preliminary polished glass substrate |
| JP2016203351A (ja) * | 2015-04-28 | 2016-12-08 | 株式会社ディスコ | 加工装置 |
| WO2022224637A1 (ja) | 2021-04-21 | 2022-10-27 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの製造方法 |
| KR20230172472A (ko) | 2021-04-21 | 2023-12-22 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 실리콘 웨이퍼의 제조방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
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