JP2002016025A - 半導体ウェーハの製造方法及び製造装置 - Google Patents
半導体ウェーハの製造方法及び製造装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェーハの製造方法及び製造装置にお
いて、ＬＴＯ等の保護膜を形成する工程を追加する必要
が無く、片面研磨でも低コストで両面研磨と同様の高平
坦度を得ること。 【解決手段】 半導体ウェーハＷを表裏面側から挟む研
磨面を有した一対の定盤と半導体ウェーハとを相対的に
移動させると共に研磨面に研磨液を供給して半導体ウェ
ーハを研磨する研磨工程を有した半導体ウェーハの製造
方法であって、前記研磨工程前の自然放置中又は洗浄中
に生じた前記半導体ウェーハの表裏面の薄膜ＯＸのうち
表面側の薄膜のみを除去する表面膜除去工程と、前記表
面膜除去工程後に、前記半導体ウェーハの材料に対する
研磨速度が前記薄膜に対する研磨速度よりも高い前記研
磨液を供給して半導体ウェーハの表面側を選択的に化学
的研磨する表面研磨工程とを備えている。
いて、ＬＴＯ等の保護膜を形成する工程を追加する必要
が無く、片面研磨でも低コストで両面研磨と同様の高平
坦度を得ること。 【解決手段】 半導体ウェーハＷを表裏面側から挟む研
磨面を有した一対の定盤と半導体ウェーハとを相対的に
移動させると共に研磨面に研磨液を供給して半導体ウェ
ーハを研磨する研磨工程を有した半導体ウェーハの製造
方法であって、前記研磨工程前の自然放置中又は洗浄中
に生じた前記半導体ウェーハの表裏面の薄膜ＯＸのうち
表面側の薄膜のみを除去する表面膜除去工程と、前記表
面膜除去工程後に、前記半導体ウェーハの材料に対する
研磨速度が前記薄膜に対する研磨速度よりも高い前記研
磨液を供給して半導体ウェーハの表面側を選択的に化学
的研磨する表面研磨工程とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低コストで高集積
度に対応可能な超高平坦度を得ることができる半導体ウ
ェーハの製造方法及び製造装置に関する。
度に対応可能な超高平坦度を得ることができる半導体ウ
ェーハの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウェーハ等の半導体ウェーハを
平坦化する技術として、表面または裏面の被加工面を研
磨する方法が用いられている。これらの研磨を行う装置
として、特に高い平坦度が得られる両面研磨装置が用い
られている。
平坦化する技術として、表面または裏面の被加工面を研
磨する方法が用いられている。これらの研磨を行う装置
として、特に高い平坦度が得られる両面研磨装置が用い
られている。
【０００３】一般的な両面研磨装置としては、研磨面を
有する上下の定盤間に複数のウェーハを保持したウェー
ハキャリアを複数配置し、これらウェーハキャリアの中
央にサンギアを配して各ウェーハキャリアを自転させ
る、いわゆるサンギア型両面研磨装置が知られている。
また、サンギアを用いず、回転する上下の定盤間に配置
したウェーハキャリアを、自転しない円運動をさせ、保
持されたウェーハを旋回移動させる、いわゆる揺動キャ
リア型両面研磨装置等が用いられている。
有する上下の定盤間に複数のウェーハを保持したウェー
ハキャリアを複数配置し、これらウェーハキャリアの中
央にサンギアを配して各ウェーハキャリアを自転させ
る、いわゆるサンギア型両面研磨装置が知られている。
また、サンギアを用いず、回転する上下の定盤間に配置
したウェーハキャリアを、自転しない円運動をさせ、保
持されたウェーハを旋回移動させる、いわゆる揺動キャ
リア型両面研磨装置等が用いられている。
【０００４】揺動キャリア型両面研磨装置は、例えば特
開平１１−２５４３０２号公報に提案されているよう
に、ウェーハキャリアが定盤よりも径が大きく、研磨時
にウェーハ周辺が定盤から外方に一時的に出るオーバー
ハング機構を備えることが容易なため、研磨時に生じて
しまうウェーハ周辺の研磨だれを抑制することができる
利点等を有している。
開平１１−２５４３０２号公報に提案されているよう
に、ウェーハキャリアが定盤よりも径が大きく、研磨時
にウェーハ周辺が定盤から外方に一時的に出るオーバー
ハング機構を備えることが容易なため、研磨時に生じて
しまうウェーハ周辺の研磨だれを抑制することができる
利点等を有している。
【０００５】これらの両面研磨装置では、機械的化学的
研磨において砥粒（シリカなど）を含有した研磨液が用
いられ、ウェーハの表面及び裏面が同様に研磨される。
しかしながら、両面研磨装置で研磨されたウェーハは、
表面だけでなく裏面側も研磨加工されるため、鏡面化さ
れた表裏面を区別し難いと共に、静電チャック等でウェ
ーハの裏面を吸着した場合に、ウェーハをリリースし難
いという取扱い上の不都合があった。このため、両面研
磨されたものではなく、片面研磨されていると共に両面
研磨されたものと同様の高平坦度のウェーハが要望され
ている。
研磨において砥粒（シリカなど）を含有した研磨液が用
いられ、ウェーハの表面及び裏面が同様に研磨される。
しかしながら、両面研磨装置で研磨されたウェーハは、
表面だけでなく裏面側も研磨加工されるため、鏡面化さ
れた表裏面を区別し難いと共に、静電チャック等でウェ
ーハの裏面を吸着した場合に、ウェーハをリリースし難
いという取扱い上の不都合があった。このため、両面研
磨されたものではなく、片面研磨されていると共に両面
研磨されたものと同様の高平坦度のウェーハが要望され
ている。
【０００６】このような要望に対応するため、高平坦化
加工法として有効である両面研磨装置を用い、片面のみ
を研磨する技術が提案されている。例えば、従来、研磨
前にウェーハの裏面のみにＬＴＯ(Low Temperature Oxi
de)等を熱処理で成膜しておき、両面研磨装置で研磨す
る際に、裏面側をＬＴＯで保護して表面側のみを研磨す
る技術等が提案されている。例えば、特開平１０−３０
３１５４号公報には、シリコンウェーハの非研磨予定面
にＣＶＤ装置等で酸化膜を設けた後、両面研磨装置を用
いてメカノケミカル研磨を行う技術が提案されている。
加工法として有効である両面研磨装置を用い、片面のみ
を研磨する技術が提案されている。例えば、従来、研磨
前にウェーハの裏面のみにＬＴＯ(Low Temperature Oxi
de)等を熱処理で成膜しておき、両面研磨装置で研磨す
る際に、裏面側をＬＴＯで保護して表面側のみを研磨す
る技術等が提案されている。例えば、特開平１０−３０
３１５４号公報には、シリコンウェーハの非研磨予定面
にＣＶＤ装置等で酸化膜を設けた後、両面研磨装置を用
いてメカノケミカル研磨を行う技術が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の研磨技術には、以下のような課題が残されている。
すなわち、両面研磨装置を用いて片面のみを研磨する技
術として、研磨前にウェーハ裏面にＬＴＯ等を熱処理で
成膜しておく場合、ＬＴＯの成膜及び除去の工程追加の
ために製造コストが増大し、スループットが低下してし
まう問題や、熱工程による汚染や膜除去時のパーティク
ルの発生等の問題が生じるおそれがあった。また、メカ
ノケミカル研磨のように多くの砥粒を含んだ研磨液を用
いる場合、砥粒によって表面に微細な加工ダメージが生
じやすくなる不都合があると共に、砥粒製造のコストが
高く、研磨液の低コスト化が要望されていた。
来の研磨技術には、以下のような課題が残されている。
すなわち、両面研磨装置を用いて片面のみを研磨する技
術として、研磨前にウェーハ裏面にＬＴＯ等を熱処理で
成膜しておく場合、ＬＴＯの成膜及び除去の工程追加の
ために製造コストが増大し、スループットが低下してし
まう問題や、熱工程による汚染や膜除去時のパーティク
ルの発生等の問題が生じるおそれがあった。また、メカ
ノケミカル研磨のように多くの砥粒を含んだ研磨液を用
いる場合、砥粒によって表面に微細な加工ダメージが生
じやすくなる不都合があると共に、砥粒製造のコストが
高く、研磨液の低コスト化が要望されていた。
【０００８】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、ＬＴＯ等の保護膜を形成する工程を追加する必要
が無く、片面研磨でも低コストで両面研磨と同様の高平
坦度を得ることができる半導体ウェーハの製造方法及び
製造装置を提供することを目的とする。
ので、ＬＴＯ等の保護膜を形成する工程を追加する必要
が無く、片面研磨でも低コストで両面研磨と同様の高平
坦度を得ることができる半導体ウェーハの製造方法及び
製造装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明
の半導体ウェーハの製造方法は、半導体ウェーハを表裏
面側から挟む研磨面を有した一対の定盤と半導体ウェー
ハとを相対的に移動させると共に研磨面に研磨液を供給
して半導体ウェーハを研磨する研磨工程を有した半導体
ウェーハの製造方法であって、前記研磨工程前の自然放
置中又は洗浄中に生じた前記半導体ウェーハの表裏面の
薄膜のうち表面側の薄膜のみを除去する表面膜除去工程
と、前記表面膜除去工程後に、前記半導体ウェーハの材
料に対する研磨速度が前記薄膜に対する研磨速度よりも
高い前記研磨液を供給して半導体ウェーハの表面側を選
択的に化学的研磨する表面研磨工程とを備えていること
を特徴とする。
決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明
の半導体ウェーハの製造方法は、半導体ウェーハを表裏
面側から挟む研磨面を有した一対の定盤と半導体ウェー
ハとを相対的に移動させると共に研磨面に研磨液を供給
して半導体ウェーハを研磨する研磨工程を有した半導体
ウェーハの製造方法であって、前記研磨工程前の自然放
置中又は洗浄中に生じた前記半導体ウェーハの表裏面の
薄膜のうち表面側の薄膜のみを除去する表面膜除去工程
と、前記表面膜除去工程後に、前記半導体ウェーハの材
料に対する研磨速度が前記薄膜に対する研磨速度よりも
高い前記研磨液を供給して半導体ウェーハの表面側を選
択的に化学的研磨する表面研磨工程とを備えていること
を特徴とする。
【００１０】この半導体ウェーハの製造方法では、表面
膜除去工程において、研磨工程前の自然放置中又は洗浄
中に生じた前記半導体ウェーハの表裏面の薄膜のうち表
面側の薄膜のみを除去することにより、裏面側の薄膜だ
けを保護膜として残しておき、表面研磨工程において、
半導体ウェーハの材料に対する研磨速度が前記薄膜に対
する研磨速度よりも高い前記研磨液を供給して半導体ウ
ェーハの表面側を選択的に化学的研磨（ケミカル研磨）
することにより、裏面側は研磨レイトが低く薄膜が残っ
て研磨がほとんど進まないのに対し、表面側は研磨レイ
トが高く良好な研磨が行われ、実質的に片面研磨状態と
なる。なお、ケミカル研磨であるので、表面側を研磨し
ている間、裏面側の薄膜が機械的作用によって研磨され
て除去されることを防ぐことができる。すなわち、メカ
ノケミカル研磨ではなく、ケミカル研磨を行うことによ
り、厚い酸化膜等を裏面に形成するような保護膜形成工
程を追加しなくても、通常の洗浄工程や自然放置中に生
じた酸化膜等の薄膜を十分に保護膜として機能させるこ
とができる。
膜除去工程において、研磨工程前の自然放置中又は洗浄
中に生じた前記半導体ウェーハの表裏面の薄膜のうち表
面側の薄膜のみを除去することにより、裏面側の薄膜だ
けを保護膜として残しておき、表面研磨工程において、
半導体ウェーハの材料に対する研磨速度が前記薄膜に対
する研磨速度よりも高い前記研磨液を供給して半導体ウ
ェーハの表面側を選択的に化学的研磨（ケミカル研磨）
することにより、裏面側は研磨レイトが低く薄膜が残っ
て研磨がほとんど進まないのに対し、表面側は研磨レイ
トが高く良好な研磨が行われ、実質的に片面研磨状態と
なる。なお、ケミカル研磨であるので、表面側を研磨し
ている間、裏面側の薄膜が機械的作用によって研磨され
て除去されることを防ぐことができる。すなわち、メカ
ノケミカル研磨ではなく、ケミカル研磨を行うことによ
り、厚い酸化膜等を裏面に形成するような保護膜形成工
程を追加しなくても、通常の洗浄工程や自然放置中に生
じた酸化膜等の薄膜を十分に保護膜として機能させるこ
とができる。
【００１１】本発明の半導体ウェーハの製造装置は、半
導体ウェーハを表裏面側から挟む研磨面を有した一対の
定盤と半導体ウェーハとを相対的に移動させると共に研
磨面に研磨液を供給して半導体ウェーハを研磨する半導
体ウェーハの製造装置であって、前記半導体ウェーハの
材料に対する研磨速度が前記研磨前の自然放置中又は洗
浄中に生じた半導体ウェーハ表面の薄膜に対する研磨速
度よりも高い前記研磨液を供給する研磨液供給機構を備
え、前記半導体ウェーハの表面に接する研磨面が、半導
体ウェーハの裏面に接する研磨面よりも半導体ウェーハ
の研磨速度が高い構造又は材質の研磨布で構成されてい
ることを特徴とする。
導体ウェーハを表裏面側から挟む研磨面を有した一対の
定盤と半導体ウェーハとを相対的に移動させると共に研
磨面に研磨液を供給して半導体ウェーハを研磨する半導
体ウェーハの製造装置であって、前記半導体ウェーハの
材料に対する研磨速度が前記研磨前の自然放置中又は洗
浄中に生じた半導体ウェーハ表面の薄膜に対する研磨速
度よりも高い前記研磨液を供給する研磨液供給機構を備
え、前記半導体ウェーハの表面に接する研磨面が、半導
体ウェーハの裏面に接する研磨面よりも半導体ウェーハ
の研磨速度が高い構造又は材質の研磨布で構成されてい
ることを特徴とする。
【００１２】この半導体ウェーハの製造装置では、研磨
液供給機構により、半導体ウェーハの材料に対する研磨
速度が前記研磨前の自然放置中又は洗浄中に生じた半導
体ウェーハ表面の薄膜に対する研磨速度よりも高い前記
研磨液を供給し、半導体ウェーハの表面に接する研磨面
が、半導体ウェーハの裏面に接する研磨面よりも半導体
ウェーハの研磨速度が高い構造又は材質の研磨布で構成
されているので、研磨時に表面側の薄膜が裏面側よりも
速く研磨されて除去される。そして、裏面側は薄膜が残
っているため、研磨レイトが低く研磨がほとんど進まな
いのに対し、表面側は薄膜が除去されているため研磨レ
イトが高く良好な研磨が行われ、実質的に片面研磨状態
となる。
液供給機構により、半導体ウェーハの材料に対する研磨
速度が前記研磨前の自然放置中又は洗浄中に生じた半導
体ウェーハ表面の薄膜に対する研磨速度よりも高い前記
研磨液を供給し、半導体ウェーハの表面に接する研磨面
が、半導体ウェーハの裏面に接する研磨面よりも半導体
ウェーハの研磨速度が高い構造又は材質の研磨布で構成
されているので、研磨時に表面側の薄膜が裏面側よりも
速く研磨されて除去される。そして、裏面側は薄膜が残
っているため、研磨レイトが低く研磨がほとんど進まな
いのに対し、表面側は薄膜が除去されているため研磨レ
イトが高く良好な研磨が行われ、実質的に片面研磨状態
となる。
【００１３】すなわち、上記の半導体ウェーハの製造方
法及び製造装置では、両面研磨装置と同様に表裏面に接
触する定盤はどちらも相対的に移動するが、表面のみが
研磨されるため、両面研磨と同様の精度で片面研磨が可
能になる。また、研磨工程前に通常行われる工程である
自然放置中や洗浄中に自然に生じた酸化膜等の薄膜を利
用するので、裏面保護のために特別な保護膜形成処理を
導入する必要が無い。
法及び製造装置では、両面研磨装置と同様に表裏面に接
触する定盤はどちらも相対的に移動するが、表面のみが
研磨されるため、両面研磨と同様の精度で片面研磨が可
能になる。また、研磨工程前に通常行われる工程である
自然放置中や洗浄中に自然に生じた酸化膜等の薄膜を利
用するので、裏面保護のために特別な保護膜形成処理を
導入する必要が無い。
【００１４】また、本発明の半導体ウェーハの製造方法
及び製造装置では、前記半導体ウェーハが、シリコンウ
ェーハであると共に、前記薄膜が、酸化膜であり、前記
研磨液が、砥粒濃度が０重量％以上１重量％以下のアル
カリ性溶液であることが好ましい。すなわち、これらの
半導体ウェーハの製造方法及び製造装置では、研磨液
が、砥粒濃度が０重量％以上１重量％以下のアルカリ性
溶液であるので、砥粒による機械的研磨作用がほとんど
無く、アルカリ性溶液による化学的研磨作用だけで研磨
が行われることにより、裏面の酸化膜、すなわちＳｉＯ
2はほとんど研磨されず、例えば０．５ｎｍから１０ｎ
ｍの極薄い酸化膜でも保護膜として機能し、表面のシリ
コンだけを良好に研磨することができる。なお、砥粒濃
度が０重量％、すなわち砥粒を含まないアルカリ性溶液
が最も好適であるが、１重量％以下であれば、アルカリ
による化学的研磨作用に比べて砥粒による機械的研磨作
用をほとんど無視することができ、メカノケミカル研磨
ではなくケミカル研磨となる。また、砥粒の削減によ
り、表面への微細な加工ダメージを低減すると共に研磨
液のコストを下げることができる。
及び製造装置では、前記半導体ウェーハが、シリコンウ
ェーハであると共に、前記薄膜が、酸化膜であり、前記
研磨液が、砥粒濃度が０重量％以上１重量％以下のアル
カリ性溶液であることが好ましい。すなわち、これらの
半導体ウェーハの製造方法及び製造装置では、研磨液
が、砥粒濃度が０重量％以上１重量％以下のアルカリ性
溶液であるので、砥粒による機械的研磨作用がほとんど
無く、アルカリ性溶液による化学的研磨作用だけで研磨
が行われることにより、裏面の酸化膜、すなわちＳｉＯ
2はほとんど研磨されず、例えば０．５ｎｍから１０ｎ
ｍの極薄い酸化膜でも保護膜として機能し、表面のシリ
コンだけを良好に研磨することができる。なお、砥粒濃
度が０重量％、すなわち砥粒を含まないアルカリ性溶液
が最も好適であるが、１重量％以下であれば、アルカリ
による化学的研磨作用に比べて砥粒による機械的研磨作
用をほとんど無視することができ、メカノケミカル研磨
ではなくケミカル研磨となる。また、砥粒の削減によ
り、表面への微細な加工ダメージを低減すると共に研磨
液のコストを下げることができる。
【００１５】なお、上述した特開平１０−３０３１５４
号公報記載の従来例では、裏面側がＳｉＯ2で保護され
ているために研磨レートが低いだけであり、メカノケミ
カル研磨により、かなりの量の裏面側のＳｉＯ2が研磨
液中の砥粒で研磨されることになる。したがって、削り
落とされた裏面側のＳｉＯ2膜が表面側の鏡面研磨面を
傷つける原因になる不都合があるが、本願発明では、機
械的研磨作用が無視でき、裏面側の研磨量は理想的にゼ
ロに近い状態となり、上記のような表面側への影響がほ
とんどない。具体的には、０．５ｎｍ程度の裏面酸化膜
の場合でも、本願発明で１時間研磨しても膜が残ってお
り、実質的に研磨されていないとみなせる。また、上記
従来技術では、裏面のＳｉＯ2が削られる分を見越し
て、所定の厚さを確保した成膜を施さなければならない
のに対し、本願発明の場合では、通常の状態で付いた
膜、すなわち、ウェーハに雰囲気中等で自然に付いた酸
化膜や洗浄工程で付いた酸化膜で極薄い膜で十分に加工
が可能になる利点を有している。
号公報記載の従来例では、裏面側がＳｉＯ2で保護され
ているために研磨レートが低いだけであり、メカノケミ
カル研磨により、かなりの量の裏面側のＳｉＯ2が研磨
液中の砥粒で研磨されることになる。したがって、削り
落とされた裏面側のＳｉＯ2膜が表面側の鏡面研磨面を
傷つける原因になる不都合があるが、本願発明では、機
械的研磨作用が無視でき、裏面側の研磨量は理想的にゼ
ロに近い状態となり、上記のような表面側への影響がほ
とんどない。具体的には、０．５ｎｍ程度の裏面酸化膜
の場合でも、本願発明で１時間研磨しても膜が残ってお
り、実質的に研磨されていないとみなせる。また、上記
従来技術では、裏面のＳｉＯ2が削られる分を見越し
て、所定の厚さを確保した成膜を施さなければならない
のに対し、本願発明の場合では、通常の状態で付いた
膜、すなわち、ウェーハに雰囲気中等で自然に付いた酸
化膜や洗浄工程で付いた酸化膜で極薄い膜で十分に加工
が可能になる利点を有している。
【００１６】さらに、本発明の半導体ウェーハの製造方
法では、前記表面膜除去工程において、フッ酸系エッチ
ング液で前記酸化膜を除去することが好ましい。すなわ
ち、フッ酸系エッチング液を用いれば、シリコンウェー
ハの表面側に生じた酸化膜であるＳｉＯ2を良好に除去
することができる。
法では、前記表面膜除去工程において、フッ酸系エッチ
ング液で前記酸化膜を除去することが好ましい。すなわ
ち、フッ酸系エッチング液を用いれば、シリコンウェー
ハの表面側に生じた酸化膜であるＳｉＯ2を良好に除去
することができる。
【００１７】また、本発明の半導体ウェーハの製造装置
では、前記半導体ウェーハの表裏面に接する研磨面のう
ち、表面に接する研磨面のみが砥粒を含む固定砥粒研磨
布で構成されていることが好ましい。すなわち、この半
導体ウェーハの製造装置では、表面に接する研磨面のみ
が砥粒を含む固定砥粒研磨布で構成され、裏面に接する
研磨面が砥粒を含まない研磨布で構成されていることに
より、固定砥粒研磨布が接する表面側の薄膜のみが研磨
され、砥粒を含まない研磨布が接する裏面側では薄膜が
研磨されずに残ることになる。このように、固定砥粒研
磨布を表面側にのみ設けることにより、上述した前処理
としての表面酸化膜除去作業が不要になる利点がある。
では、前記半導体ウェーハの表裏面に接する研磨面のう
ち、表面に接する研磨面のみが砥粒を含む固定砥粒研磨
布で構成されていることが好ましい。すなわち、この半
導体ウェーハの製造装置では、表面に接する研磨面のみ
が砥粒を含む固定砥粒研磨布で構成され、裏面に接する
研磨面が砥粒を含まない研磨布で構成されていることに
より、固定砥粒研磨布が接する表面側の薄膜のみが研磨
され、砥粒を含まない研磨布が接する裏面側では薄膜が
研磨されずに残ることになる。このように、固定砥粒研
磨布を表面側にのみ設けることにより、上述した前処理
としての表面酸化膜除去作業が不要になる利点がある。
【００１８】また、本発明の半導体ウェーハの製造装置
では、前記半導体ウェーハの表面に接する研磨面が、複
数の溝が表面に形成された研磨布で構成され、前記半導
体ウェーハの裏面に接する研磨面が、平坦な表面の研磨
布で構成されていることが好ましい。すなわち、この半
導体ウェーハの製造装置では、裏面に接する研磨布が平
坦な表面であるため、裏面の薄膜をほとんど研磨しない
のに対し、表面に接する研磨布が複数の溝が形成された
表面であるため、平坦な裏面側の研磨布よりも研磨レイ
トが高く、表面の薄膜が研磨されて除去される。
では、前記半導体ウェーハの表面に接する研磨面が、複
数の溝が表面に形成された研磨布で構成され、前記半導
体ウェーハの裏面に接する研磨面が、平坦な表面の研磨
布で構成されていることが好ましい。すなわち、この半
導体ウェーハの製造装置では、裏面に接する研磨布が平
坦な表面であるため、裏面の薄膜をほとんど研磨しない
のに対し、表面に接する研磨布が複数の溝が形成された
表面であるため、平坦な裏面側の研磨布よりも研磨レイ
トが高く、表面の薄膜が研磨されて除去される。
【００１９】また、本発明の半導体ウェーハの製造方法
では、前記表面研磨完了後に引き続いて、砥粒濃度が１
重量％を越える研磨液を供給して前記半導体ウェーハの
表面と同時に裏面を研磨する表裏面研磨工程を備えてい
てもよい。また、本発明の半導体ウェーハの製造装置で
は、前記研磨液供給機構が、前記研磨液よりも砥粒濃度
が高い別の研磨液を供給する別研磨液供給機構を備えて
いることが好ましい。すなわち、これらの半導体ウェー
ハの製造方法及び製造装置では、砥粒濃度が１重量％を
越える研磨液を供給して表面と共に裏面を研磨すること
により、裏面の光沢度を制御することができる。
では、前記表面研磨完了後に引き続いて、砥粒濃度が１
重量％を越える研磨液を供給して前記半導体ウェーハの
表面と同時に裏面を研磨する表裏面研磨工程を備えてい
てもよい。また、本発明の半導体ウェーハの製造装置で
は、前記研磨液供給機構が、前記研磨液よりも砥粒濃度
が高い別の研磨液を供給する別研磨液供給機構を備えて
いることが好ましい。すなわち、これらの半導体ウェー
ハの製造方法及び製造装置では、砥粒濃度が１重量％を
越える研磨液を供給して表面と共に裏面を研磨すること
により、裏面の光沢度を制御することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る第１実施形態
を、図１から図４を参照しながら説明する。
を、図１から図４を参照しながら説明する。
【００２１】図１から図３は、本実施形態のシリコンウ
ェーハの研磨装置であって、前述した揺動キャリア型両
面研磨装置と同様の動き、すなわち回転する上下の上定
盤１と下定盤２との間に配置したウェーハキャリア３
を、自転しない円運動をさせ、保持されたシリコンウェ
ーハＷを旋回移動させるものであるが、シリコンウェー
ハＷの表面Ｓのみを研磨するための片面研磨装置であ
る。
ェーハの研磨装置であって、前述した揺動キャリア型両
面研磨装置と同様の動き、すなわち回転する上下の上定
盤１と下定盤２との間に配置したウェーハキャリア３
を、自転しない円運動をさせ、保持されたシリコンウェ
ーハＷを旋回移動させるものであるが、シリコンウェー
ハＷの表面Ｓのみを研磨するための片面研磨装置であ
る。
【００２２】すなわち、この研磨装置は、同じ軸心で逆
方向に回転する上下に配された上定盤１及び下定盤２
と、上定盤１と下定盤２の間に配置され複数のシリコン
ウェーハＷを保持する平板状のウェーハキャリア３と、
上定盤１及び下定盤２を回転させる定盤駆動機構４と、
ウェーハキャリア３を旋回移動させるキャリア駆動機構
５とを備えている。
方向に回転する上下に配された上定盤１及び下定盤２
と、上定盤１と下定盤２の間に配置され複数のシリコン
ウェーハＷを保持する平板状のウェーハキャリア３と、
上定盤１及び下定盤２を回転させる定盤駆動機構４と、
ウェーハキャリア３を旋回移動させるキャリア駆動機構
５とを備えている。
【００２３】上定盤１及び下定盤２は、それぞれの表面
に研磨布６が接着され、これらの研磨布６が研磨面を構
成する。なお、研磨布６としては、表面が平坦である不
織布等が用いられる。上定盤１には、複数の供給孔１ａ
が設けられ（図３中には代表的に供給孔１ａひとつを記
載している）、各供給孔１ａは研磨面へ研磨液を供給す
る研磨液供給機構７に接続されている。
に研磨布６が接着され、これらの研磨布６が研磨面を構
成する。なお、研磨布６としては、表面が平坦である不
織布等が用いられる。上定盤１には、複数の供給孔１ａ
が設けられ（図３中には代表的に供給孔１ａひとつを記
載している）、各供給孔１ａは研磨面へ研磨液を供給す
る研磨液供給機構７に接続されている。
【００２４】研磨液供給機構７は、シリコンに対する研
磨速度がその酸化膜（ＳｉＯ2）に対する研磨速度より
も高い研磨液として砥粒（シリカ）濃度が０重量％以上
１重量％以下のアルカリ性溶液を供給可能な第１供給機
構８と、砥粒濃度が１重量％を越えるアルカリ性溶液で
ある光沢度調整用の研磨液を供給可能な第２供給機構
（別研磨液供給機構）９とからなり、第１供給機構８又
は第２供給機構９の一方を任意に選択可能になってい
る。
磨速度がその酸化膜（ＳｉＯ2）に対する研磨速度より
も高い研磨液として砥粒（シリカ）濃度が０重量％以上
１重量％以下のアルカリ性溶液を供給可能な第１供給機
構８と、砥粒濃度が１重量％を越えるアルカリ性溶液で
ある光沢度調整用の研磨液を供給可能な第２供給機構
（別研磨液供給機構）９とからなり、第１供給機構８又
は第２供給機構９の一方を任意に選択可能になってい
る。
【００２５】なお、第１供給機構８で供給する研磨液
は、砥粒濃度が０重量％、すなわち砥粒を含まないアル
カリ性溶液であることが好ましい。アルカリ性溶液とし
ては、無機アルカリ（ＫＯＨ、ＮａＯＨ等）又は有機ア
ルカリ及びこれらの混合溶液などがあるが、本実施形態
では、有機アルカリでありアミンを主成分としたもの
（例えば、ピペラジン、エチレンジアミン等）を使用す
る。
は、砥粒濃度が０重量％、すなわち砥粒を含まないアル
カリ性溶液であることが好ましい。アルカリ性溶液とし
ては、無機アルカリ（ＫＯＨ、ＮａＯＨ等）又は有機ア
ルカリ及びこれらの混合溶液などがあるが、本実施形態
では、有機アルカリでありアミンを主成分としたもの
（例えば、ピペラジン、エチレンジアミン等）を使用す
る。
【００２６】ウェーハキャリア３は、上定盤１及び下定
盤２よりも径が大きく、例えばガラスエポキシ板で形成
され、シリコンウェーハＷを遊嵌状態に保持するための
保持孔３ａが複数形成されている。また、ウェーハキャ
リア３は、シリコンウェーハＷの厚さよりも所定量だけ
若干薄く設定されている。なお、保持孔３ａ内に保持さ
れたシリコンウェーハＷは、保持孔３ａ内で自転可能で
ある。
盤２よりも径が大きく、例えばガラスエポキシ板で形成
され、シリコンウェーハＷを遊嵌状態に保持するための
保持孔３ａが複数形成されている。また、ウェーハキャ
リア３は、シリコンウェーハＷの厚さよりも所定量だけ
若干薄く設定されている。なお、保持孔３ａ内に保持さ
れたシリコンウェーハＷは、保持孔３ａ内で自転可能で
ある。
【００２７】定盤駆動機構４は、上定盤１及び下定盤２
に接続されこれらを回転させるモータ等の駆動源１０、
１１を備えている。キャリア駆動機構５は、ウェーハキ
ャリア３をその表裏面と平行な面内で自転しない円運動
をさせ、保持孔３ａ内で保持されて上定盤１と下定盤２
とによって挟持されたシリコンウェーハＷを旋回移動さ
せるものである。すなわち、キャリア駆動機構５は、ウ
ェーハキャリア３の外周部に取り付けられた円環状のキ
ャリアホルダ１２と、キャリアホルダ１２に回転可能に
連結された４つの偏心部材１３と、これらの偏心部材１
３に接続されこれらを同期して円運動させる偏心部材同
期機構１４とを備えている。
に接続されこれらを回転させるモータ等の駆動源１０、
１１を備えている。キャリア駆動機構５は、ウェーハキ
ャリア３をその表裏面と平行な面内で自転しない円運動
をさせ、保持孔３ａ内で保持されて上定盤１と下定盤２
とによって挟持されたシリコンウェーハＷを旋回移動さ
せるものである。すなわち、キャリア駆動機構５は、ウ
ェーハキャリア３の外周部に取り付けられた円環状のキ
ャリアホルダ１２と、キャリアホルダ１２に回転可能に
連結された４つの偏心部材１３と、これらの偏心部材１
３に接続されこれらを同期して円運動させる偏心部材同
期機構１４とを備えている。
【００２８】偏心部材１３は、円柱形状であり、下面に
は回転軸部１３ａが突出して設けられ、上面には偏心軸
部１３ｂが回転軸部１３ａの回転軸から偏心した位置に
突出して設けられている。また、偏心部材１３は、回転
軸部１３ａを装置の基体１４に設けられた支持孔１４ａ
に回転可能に貫通させて支持されている。キャリアホル
ダ１２には、互いに等間隔に円周上に離間した４つの貫
通孔１２ａが設けられ、これらの貫通孔１２ａにそれぞ
れ偏心軸部１３ｂが回転可能に挿入されている。
は回転軸部１３ａが突出して設けられ、上面には偏心軸
部１３ｂが回転軸部１３ａの回転軸から偏心した位置に
突出して設けられている。また、偏心部材１３は、回転
軸部１３ａを装置の基体１４に設けられた支持孔１４ａ
に回転可能に貫通させて支持されている。キャリアホル
ダ１２には、互いに等間隔に円周上に離間した４つの貫
通孔１２ａが設けられ、これらの貫通孔１２ａにそれぞ
れ偏心軸部１３ｂが回転可能に挿入されている。
【００２９】偏心部材同期機構１４は、各偏心部材１３
の回転軸部１３ａに巻回されたタイミングチェーン１５
と、一つの偏心部材１３の回転軸部１３ａにモータ側ギ
ア１６で接続された駆動用モータ１７とを備えている。
すなわち、駆動用モータ１７の出力軸に設けられたモー
タ側ギア１６が、回転軸部１３ａ下端に設けられた軸部
側ギア１８に噛み合っており、駆動用モータ１７を駆動
すると、モータ側ギア１６及び軸部側ギア１８を介して
一つの偏心部材１３が回転すると共に、タイミングチェ
ーン１５を介して他の偏心部材１３が同時に同期して回
転するようになっている。
の回転軸部１３ａに巻回されたタイミングチェーン１５
と、一つの偏心部材１３の回転軸部１３ａにモータ側ギ
ア１６で接続された駆動用モータ１７とを備えている。
すなわち、駆動用モータ１７の出力軸に設けられたモー
タ側ギア１６が、回転軸部１３ａ下端に設けられた軸部
側ギア１８に噛み合っており、駆動用モータ１７を駆動
すると、モータ側ギア１６及び軸部側ギア１８を介して
一つの偏心部材１３が回転すると共に、タイミングチェ
ーン１５を介して他の偏心部材１３が同時に同期して回
転するようになっている。
【００３０】この際、各偏心部材１３は、回転軸部１３
ａを中心に回転するが、偏心軸部１３ｂは回転軸部１３
ａの回転軸を中心に旋回する。すなわち、偏心軸部１３
ｂで支持されているキャリアホルダ１２及びウェーハキ
ャリア３は、偏心軸部１３ｂの旋回により自転しない円
運動を行うことになる。したがって、ウェーハキャリア
３に保持されたシリコンウェーハＷも旋回移動すること
になる。また、上記ウェーハキャリア３は、シリコンウ
ェーハＷ周辺が上定盤１及び下定盤２から外方に一時的
に出る動き、いわゆるオーバーハングするようになって
いる。
ａを中心に回転するが、偏心軸部１３ｂは回転軸部１３
ａの回転軸を中心に旋回する。すなわち、偏心軸部１３
ｂで支持されているキャリアホルダ１２及びウェーハキ
ャリア３は、偏心軸部１３ｂの旋回により自転しない円
運動を行うことになる。したがって、ウェーハキャリア
３に保持されたシリコンウェーハＷも旋回移動すること
になる。また、上記ウェーハキャリア３は、シリコンウ
ェーハＷ周辺が上定盤１及び下定盤２から外方に一時的
に出る動き、いわゆるオーバーハングするようになって
いる。
【００３１】次に、本実施形態によるシリコンウェーハ
の研磨方法（半導体ウェーハの製造方法）について、図
４を参照して説明する。
の研磨方法（半導体ウェーハの製造方法）について、図
４を参照して説明する。
【００３２】〔表面酸化膜除去工程〕（表面膜除去工
程） まず、図４の（ａ）に示すように、研磨前の洗浄（例え
ば、オゾン洗浄）中又は搬送中に生じたシリコンウェー
ハＷの表裏面の酸化膜（薄膜：ＳｉＯ2）ＯＸのうち、
図４の（ｂ）に示すように、表面Ｓの酸化膜ＯＸのみを
フッ酸系エッチング液（例えば、フッ酸（ＨＦ））で予
め除去する。なお、表面Ｓの酸化膜ＯＸは、極薄い酸化
膜であるので、フッ酸系エッチング液で容易に除去され
る。なお、研磨前に、ＳＣ１洗浄を行った場合、当該洗
浄中に形成される酸化膜も上記表裏面の酸化膜ＯＸに含
まれ、この工程で表面Ｓ側の酸化膜のみが除去される。
また、これらの酸化膜は、その厚さが０．５ｎｍから１
０ｎｍ未満の極薄いものである。
程） まず、図４の（ａ）に示すように、研磨前の洗浄（例え
ば、オゾン洗浄）中又は搬送中に生じたシリコンウェー
ハＷの表裏面の酸化膜（薄膜：ＳｉＯ2）ＯＸのうち、
図４の（ｂ）に示すように、表面Ｓの酸化膜ＯＸのみを
フッ酸系エッチング液（例えば、フッ酸（ＨＦ））で予
め除去する。なお、表面Ｓの酸化膜ＯＸは、極薄い酸化
膜であるので、フッ酸系エッチング液で容易に除去され
る。なお、研磨前に、ＳＣ１洗浄を行った場合、当該洗
浄中に形成される酸化膜も上記表裏面の酸化膜ＯＸに含
まれ、この工程で表面Ｓ側の酸化膜のみが除去される。
また、これらの酸化膜は、その厚さが０．５ｎｍから１
０ｎｍ未満の極薄いものである。
【００３３】〔表面研磨工程〕次に、このシリコンウェ
ーハＷをウェーハキャリア３の保持孔３ａにセットし、
このウェーハキャリア３を研磨装置に取り付け、図４の
（ｃ）に示すように、表面Ｓの研磨を行う。すなわち、
定盤駆動機構４により上定盤１及び下定盤２を回転させ
ると共に、キャリア駆動機構５によりウェーハキャリア
３を自転しない円運動させる。そして、同時に研磨液供
給機構７の第１供給機構８により、アルカリ性溶液の研
磨液を研磨面に供給する。
ーハＷをウェーハキャリア３の保持孔３ａにセットし、
このウェーハキャリア３を研磨装置に取り付け、図４の
（ｃ）に示すように、表面Ｓの研磨を行う。すなわち、
定盤駆動機構４により上定盤１及び下定盤２を回転させ
ると共に、キャリア駆動機構５によりウェーハキャリア
３を自転しない円運動させる。そして、同時に研磨液供
給機構７の第１供給機構８により、アルカリ性溶液の研
磨液を研磨面に供給する。
【００３４】このとき、シリコンウェーハＷの表裏面の
酸化膜ＯＸのうち表面Ｓの酸化膜ＯＸのみが除去され
て、裏面Ｒ側の酸化膜ＯＸだけを保護膜として残してあ
るので、シリコンとＳｉＯ2との研磨選択比が大きいア
ルカリ性溶液の研磨液がシリコンウェーハＷの表面Ｓを
選択的に研磨することにより、裏面Ｒ側は研磨レイトが
低く酸化膜ＯＸが残って研磨がほとんど進まないのに対
し、表面Ｓ側は研磨レイトが高く良好な研磨が行われ、
実質的に片面研磨状態となる。
酸化膜ＯＸのうち表面Ｓの酸化膜ＯＸのみが除去され
て、裏面Ｒ側の酸化膜ＯＸだけを保護膜として残してあ
るので、シリコンとＳｉＯ2との研磨選択比が大きいア
ルカリ性溶液の研磨液がシリコンウェーハＷの表面Ｓを
選択的に研磨することにより、裏面Ｒ側は研磨レイトが
低く酸化膜ＯＸが残って研磨がほとんど進まないのに対
し、表面Ｓ側は研磨レイトが高く良好な研磨が行われ、
実質的に片面研磨状態となる。
【００３５】また、研磨液が、砥粒濃度が０重量％以上
１重量％以下のアルカリ性溶液であるので、砥粒による
機械的研磨作用がほとんど無く、アルカリ性溶液による
化学的研磨作用だけで研磨が行われることにより、裏面
Ｒの酸化膜ＯＸ、すなわちＳｉＯ2をほとんど研磨せず
に、表面Ｓのシリコンだけを良好に研磨することができ
る。
１重量％以下のアルカリ性溶液であるので、砥粒による
機械的研磨作用がほとんど無く、アルカリ性溶液による
化学的研磨作用だけで研磨が行われることにより、裏面
Ｒの酸化膜ＯＸ、すなわちＳｉＯ2をほとんど研磨せず
に、表面Ｓのシリコンだけを良好に研磨することができ
る。
【００３６】〔裏面研磨工程〕なお、研磨されていない
裏面Ｒは粗く、光沢度が低いため、裏面Ｒの凹凸にパー
ティクルが入り、発塵の原因になるおそれがある。この
ため、裏面Ｒに対してある程度高い光沢度が要望される
場合がある。このような場合、表面Ｓの研磨が終了した
後、図４の（ｄ）に示すように、必要に応じて、いわゆ
るスライトポリッシュを行う。すなわち、第２供給機構
９により砥粒（シリカ）濃度が１重量％を越える研磨液
（例えば、砥粒濃度５重量％）をシリコンウェーハＷの
裏面Ｒに接する研磨面のみに供給して裏面Ｒを所望の光
沢度になるまで研磨する。
裏面Ｒは粗く、光沢度が低いため、裏面Ｒの凹凸にパー
ティクルが入り、発塵の原因になるおそれがある。この
ため、裏面Ｒに対してある程度高い光沢度が要望される
場合がある。このような場合、表面Ｓの研磨が終了した
後、図４の（ｄ）に示すように、必要に応じて、いわゆ
るスライトポリッシュを行う。すなわち、第２供給機構
９により砥粒（シリカ）濃度が１重量％を越える研磨液
（例えば、砥粒濃度５重量％）をシリコンウェーハＷの
裏面Ｒに接する研磨面のみに供給して裏面Ｒを所望の光
沢度になるまで研磨する。
【００３７】このとき、光沢度調整用の研磨液は、表面
研磨に使用した研磨液に比べて砥粒濃度が高く、機械的
作用が強いことから、表面研磨の際にはほとんど研磨さ
れなかった裏面Ｒの酸化膜ＯＸが容易に除去され、さら
に裏面Ｒが研磨されて光沢度が増加する。例えば、表面
研磨を終了した時点で、裏面Ｒの光沢度は７０〜９０％
程度であるが、この裏面研磨工程により裏面Ｒを研磨す
ることにより、光沢度を３２０％程度まで任意にコント
ロールすることができる。なお、光沢度制御だけの短時
間の研磨であるため、既に研磨されている表面Ｓへの影
響はほとんどない。
研磨に使用した研磨液に比べて砥粒濃度が高く、機械的
作用が強いことから、表面研磨の際にはほとんど研磨さ
れなかった裏面Ｒの酸化膜ＯＸが容易に除去され、さら
に裏面Ｒが研磨されて光沢度が増加する。例えば、表面
研磨を終了した時点で、裏面Ｒの光沢度は７０〜９０％
程度であるが、この裏面研磨工程により裏面Ｒを研磨す
ることにより、光沢度を３２０％程度まで任意にコント
ロールすることができる。なお、光沢度制御だけの短時
間の研磨であるため、既に研磨されている表面Ｓへの影
響はほとんどない。
【００３８】このように本実施形態では、両面研磨装置
と同様に表裏面に接触する上定盤１及び下定盤２はどち
らも相対的に移動するが、表面Ｓのみが研磨されるた
め、両面研磨と同様の精度で片面研磨を行うことができ
る。また、研磨工程前に通常行われる工程である洗浄中
や自然放置中に自然に生じた酸化膜を利用するので、裏
面保護のために特別な保護膜形成処理を導入する必要が
無く、低コストで研磨を行うことができる。
と同様に表裏面に接触する上定盤１及び下定盤２はどち
らも相対的に移動するが、表面Ｓのみが研磨されるた
め、両面研磨と同様の精度で片面研磨を行うことができ
る。また、研磨工程前に通常行われる工程である洗浄中
や自然放置中に自然に生じた酸化膜を利用するので、裏
面保護のために特別な保護膜形成処理を導入する必要が
無く、低コストで研磨を行うことができる。
【００３９】次に、本発明に係る第２実施形態を、図５
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００４０】第２実施形態と第１実施形態との異なる点
は、第１実施形態では上定盤１及び下定盤２の研磨面を
構成する研磨布６は両方とも同様のものを用いたのに対
し、第２実施形態の研磨装置（半導体ウェーハの製造装
置）では、図４に示すように、下定盤２の研磨面、すな
わちシリコンウェーハＷの表面Ｓに接する研磨面が、上
定盤１の研磨面、すなわちシリコンウェーハＷの裏面Ｒ
に接する研磨面よりもシリコン及びＳｉＯ2の研磨速度
が高い構造の研磨布である溝付き研磨布１９で構成され
ている点である。すなわち、本実施形態の上定盤１に
は、表面に溝がない通常の平坦な研磨布６が接着され、
下定盤２には、表面に溝１９ａが複数形成された溝付き
研磨布１９が接着されている。
は、第１実施形態では上定盤１及び下定盤２の研磨面を
構成する研磨布６は両方とも同様のものを用いたのに対
し、第２実施形態の研磨装置（半導体ウェーハの製造装
置）では、図４に示すように、下定盤２の研磨面、すな
わちシリコンウェーハＷの表面Ｓに接する研磨面が、上
定盤１の研磨面、すなわちシリコンウェーハＷの裏面Ｒ
に接する研磨面よりもシリコン及びＳｉＯ2の研磨速度
が高い構造の研磨布である溝付き研磨布１９で構成され
ている点である。すなわち、本実施形態の上定盤１に
は、表面に溝がない通常の平坦な研磨布６が接着され、
下定盤２には、表面に溝１９ａが複数形成された溝付き
研磨布１９が接着されている。
【００４１】さらに、第１実施形態では、表面酸化膜除
去工程において、表面Ｓ側の酸化膜ＯＸのみを除去し
て、表面研磨工程において、表面Ｓのみを研磨したのに
対し、第２実施形態では、表面酸化膜除去工程を行わ
ず、第１実施形態の表面研磨工程と同様の研磨液を用い
て、表裏面両方に酸化膜ＯＸを残したままで上記研磨装
置で研磨を行って、表面Ｓのみの酸化膜除去及び研磨を
行う点で異なっている。
去工程において、表面Ｓ側の酸化膜ＯＸのみを除去し
て、表面研磨工程において、表面Ｓのみを研磨したのに
対し、第２実施形態では、表面酸化膜除去工程を行わ
ず、第１実施形態の表面研磨工程と同様の研磨液を用い
て、表裏面両方に酸化膜ＯＸを残したままで上記研磨装
置で研磨を行って、表面Ｓのみの酸化膜除去及び研磨を
行う点で異なっている。
【００４２】したがって、本実施形態の研磨装置では、
平坦な研磨布６が裏面Ｒに接するため、裏面Ｒの酸化膜
ＯＸをほとんど研磨しないのに対し、溝付き研磨布１９
が表面Ｓに接するため、表面Ｓの酸化膜ＯＸが裏面Ｓ側
よりも速く研磨されて除去される。
平坦な研磨布６が裏面Ｒに接するため、裏面Ｒの酸化膜
ＯＸをほとんど研磨しないのに対し、溝付き研磨布１９
が表面Ｓに接するため、表面Ｓの酸化膜ＯＸが裏面Ｓ側
よりも速く研磨されて除去される。
【００４３】研磨時に裏面Ｒの酸化膜ＯＸが残るため、
裏面Ｒ側は研磨レイトが低く研磨がほとんど進まないの
に対し、表面Ｓ側は酸化膜ＯＸが除去されているため研
磨レイトが高く良好な研磨が行われ、実質的に片面研磨
状態となる。このように、本実施形態では、表面酸化膜
除去工程が不要になるため、さらに製造コストを低減さ
せることができる。
裏面Ｒ側は研磨レイトが低く研磨がほとんど進まないの
に対し、表面Ｓ側は酸化膜ＯＸが除去されているため研
磨レイトが高く良好な研磨が行われ、実質的に片面研磨
状態となる。このように、本実施形態では、表面酸化膜
除去工程が不要になるため、さらに製造コストを低減さ
せることができる。
【００４４】なお、本実施形態の別の例として、シリコ
ンウェーハＷの表面Ｓに接する研磨面を裏面Ｒに接する
研磨面よりも研磨速度が高い材質の研磨布で構成しても
構わない。すなわち、下定盤２に研磨布として溝付き研
磨布１９ではなく砥粒を予め含んだ固定砥粒研磨布を接
着してもよい。この場合、表面Ｓ側に接触する研磨面だ
けが固定砥粒研磨布で構成されているので、表面Ｓ側の
酸化膜ＯＸだけが固定砥粒研磨布中の砥粒による機械的
作用で除去されて表面Ｓを研磨することができる。な
お、固定砥粒研磨布は、研磨布中に砥粒が固定状態に含
まれているため、遊離砥粒のように裏面Ｒ側に砥粒が回
って裏面Ｒの酸化膜ＯＸを研磨してしまうことを防ぐこ
とができる。
ンウェーハＷの表面Ｓに接する研磨面を裏面Ｒに接する
研磨面よりも研磨速度が高い材質の研磨布で構成しても
構わない。すなわち、下定盤２に研磨布として溝付き研
磨布１９ではなく砥粒を予め含んだ固定砥粒研磨布を接
着してもよい。この場合、表面Ｓ側に接触する研磨面だ
けが固定砥粒研磨布で構成されているので、表面Ｓ側の
酸化膜ＯＸだけが固定砥粒研磨布中の砥粒による機械的
作用で除去されて表面Ｓを研磨することができる。な
お、固定砥粒研磨布は、研磨布中に砥粒が固定状態に含
まれているため、遊離砥粒のように裏面Ｒ側に砥粒が回
って裏面Ｒの酸化膜ＯＸを研磨してしまうことを防ぐこ
とができる。
【００４５】
【実施例】次に、本発明に係る上記実施形態を実施例に
より具体的に説明する。上記第１実施形態により上記研
磨を行った際のデータを、図６に示す。なお、図６の
（ａ）は従来の片面研磨方式、図６の（ｂ）は従来の両
面研磨方式、図６の（ｃ）は上記実施形態の実施例であ
って、それぞれＧＢＩＲ(Global BacksideIdeal Refere
nce)に対する頻度を示したヒストグラムを示したもので
ある。用いた研磨液は、ピペラジン、アミノエチルアミ
ノエタノールとＫＯＨの混合溶液である。この研磨結果
からわかるように、片面研磨であるにもかかわらず、両
面研磨と同様の平坦度を得ることができた。
より具体的に説明する。上記第１実施形態により上記研
磨を行った際のデータを、図６に示す。なお、図６の
（ａ）は従来の片面研磨方式、図６の（ｂ）は従来の両
面研磨方式、図６の（ｃ）は上記実施形態の実施例であ
って、それぞれＧＢＩＲ(Global BacksideIdeal Refere
nce)に対する頻度を示したヒストグラムを示したもので
ある。用いた研磨液は、ピペラジン、アミノエチルアミ
ノエタノールとＫＯＨの混合溶液である。この研磨結果
からわかるように、片面研磨であるにもかかわらず、両
面研磨と同様の平坦度を得ることができた。
【００４６】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば、上記各実施形態では、定盤を上下に配したが、シ
リコンウェーハを立てた状態でシリコンウェーハの左右
に定盤を配して挟持する縦型の研磨装置に適用しても構
わない。また、上記各実施形態では、研磨前にシリコン
ウェーハ表裏面に生じた薄膜が酸化膜（ＳｉＯ2）であ
ったが、研磨前の自然放置中又は洗浄中に生じた他の薄
膜であっても構わない。例えば、研磨前の有機化学薬品
を用いた洗浄中に生じる有機膜などであっても構わな
い。この場合、この有機膜よりもシリコンの方が研磨速
度の十分に高い研磨液が用いられる。
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば、上記各実施形態では、定盤を上下に配したが、シ
リコンウェーハを立てた状態でシリコンウェーハの左右
に定盤を配して挟持する縦型の研磨装置に適用しても構
わない。また、上記各実施形態では、研磨前にシリコン
ウェーハ表裏面に生じた薄膜が酸化膜（ＳｉＯ2）であ
ったが、研磨前の自然放置中又は洗浄中に生じた他の薄
膜であっても構わない。例えば、研磨前の有機化学薬品
を用いた洗浄中に生じる有機膜などであっても構わな
い。この場合、この有機膜よりもシリコンの方が研磨速
度の十分に高い研磨液が用いられる。
【００４７】また、上記各実施形態では、揺動キャリア
タイプの研磨装置に適用したが、他の方式の研磨装置に
適用しても構わない。例えば、上述したサンギアタイプ
の研磨装置に適用してもよい。さらに、上記各実施形態
では、半導体ウェーハとしてシリコンウェーハに適用し
たが、他の半導体ウェーハ、例えば、化合物半導体のウ
ェーハ（ガリウム・ヒ素のウェーハ等）の製造方法に適
用してもよい。
タイプの研磨装置に適用したが、他の方式の研磨装置に
適用しても構わない。例えば、上述したサンギアタイプ
の研磨装置に適用してもよい。さらに、上記各実施形態
では、半導体ウェーハとしてシリコンウェーハに適用し
たが、他の半導体ウェーハ、例えば、化合物半導体のウ
ェーハ（ガリウム・ヒ素のウェーハ等）の製造方法に適
用してもよい。
【００４８】
【発明の効果】本発明の導体ウェーハの製造方法によれ
ば、表面膜除去工程において、研磨工程前の自然放置中
又は洗浄中に生じた前記半導体ウェーハの表裏面の薄膜
のうち表面側の薄膜のみを除去し、表面研磨工程におい
て、半導体ウェーハの材料に対する研磨速度が前記薄膜
に対する研磨速度よりも高い前記研磨液を供給して半導
体ウェーハの表面側を選択的に化学的研磨するので、研
磨液の研磨選択比により、実質的に表面側のみの片面研
磨を行うことができる。
ば、表面膜除去工程において、研磨工程前の自然放置中
又は洗浄中に生じた前記半導体ウェーハの表裏面の薄膜
のうち表面側の薄膜のみを除去し、表面研磨工程におい
て、半導体ウェーハの材料に対する研磨速度が前記薄膜
に対する研磨速度よりも高い前記研磨液を供給して半導
体ウェーハの表面側を選択的に化学的研磨するので、研
磨液の研磨選択比により、実質的に表面側のみの片面研
磨を行うことができる。
【００４９】本発明の半導体ウェーハの製造装置によれ
ば、研磨液供給機構により、半導体ウェーハの材料に対
する研磨速度が前記研磨前の自然放置中又は洗浄中に生
じた半導体ウェーハ表面の薄膜に対する研磨速度よりも
高い前記研磨液を供給し、半導体ウェーハの表面に接す
る研磨面が、半導体ウェーハの裏面に接する研磨面より
も半導体ウェーハの研磨速度が高い構造又は材質の研磨
布で構成されているので、研磨時に表面側の薄膜が裏面
側よりも速く研磨されて除去され、裏面側を薄膜で保護
した状態で、研磨液の研磨選択比により、実質的に表面
側のみの片面研磨を行うことができる。
ば、研磨液供給機構により、半導体ウェーハの材料に対
する研磨速度が前記研磨前の自然放置中又は洗浄中に生
じた半導体ウェーハ表面の薄膜に対する研磨速度よりも
高い前記研磨液を供給し、半導体ウェーハの表面に接す
る研磨面が、半導体ウェーハの裏面に接する研磨面より
も半導体ウェーハの研磨速度が高い構造又は材質の研磨
布で構成されているので、研磨時に表面側の薄膜が裏面
側よりも速く研磨されて除去され、裏面側を薄膜で保護
した状態で、研磨液の研磨選択比により、実質的に表面
側のみの片面研磨を行うことができる。
【００５０】すなわち、本発明の半導体ウェーハの製造
方法及び製造装置では、両面研磨装置と同様に表裏面に
接触する定盤がどちらも相対的に移動するため、両面研
磨と同様の精度で片面研磨を行うことができる。また、
研磨工程前に通常行われる工程である自然放置中や洗浄
中に自然に生じた酸化膜等の薄膜を利用するので、裏面
保護のために特別な保護膜形成処理を導入する必要が無
く、保護膜形成及び膜除去の工程追加による製造コスト
の増大、スループットの低下及び熱工程での汚染やパー
ティクル発生等を防いで、低コストかつ高品質で高集積
度にも対応可能な超高平坦度のウェーハを得ることがで
きる。さらに、使用する研磨液は、砥粒を含まないか又
は僅かであるために、砥粒による微細な加工ダメージを
抑制することができると共に、研磨液にかかるコストを
低減することができる。
方法及び製造装置では、両面研磨装置と同様に表裏面に
接触する定盤がどちらも相対的に移動するため、両面研
磨と同様の精度で片面研磨を行うことができる。また、
研磨工程前に通常行われる工程である自然放置中や洗浄
中に自然に生じた酸化膜等の薄膜を利用するので、裏面
保護のために特別な保護膜形成処理を導入する必要が無
く、保護膜形成及び膜除去の工程追加による製造コスト
の増大、スループットの低下及び熱工程での汚染やパー
ティクル発生等を防いで、低コストかつ高品質で高集積
度にも対応可能な超高平坦度のウェーハを得ることがで
きる。さらに、使用する研磨液は、砥粒を含まないか又
は僅かであるために、砥粒による微細な加工ダメージを
抑制することができると共に、研磨液にかかるコストを
低減することができる。
【図１】 本発明に係る第１実施形態における研磨装置
を示す要部の断面図である。
を示す要部の断面図である。
【図２】 本発明に係る第１実施形態における研磨装置
の定盤とウェーハキャリアとの位置関係を示す平面図で
ある。
の定盤とウェーハキャリアとの位置関係を示す平面図で
ある。
【図３】 本発明に係る第１実施形態における研磨装置
を示す模式的な拡大断面図である。
を示す模式的な拡大断面図である。
【図４】 本発明に係る第１実施形態における研磨方法
の各工程でのシリコンウェーハを示す模式的な拡大断面
図である。
の各工程でのシリコンウェーハを示す模式的な拡大断面
図である。
【図５】 本発明に係る第２実施形態における研磨装置
を示す模式的な拡大断面図である。
を示す模式的な拡大断面図である。
【図６】 従来の片面研磨方式、従来の両面研磨方式及
び本発明に係る実施例における研磨方式での研磨後の各
平坦度（ＧＢＩＲに対する頻度）を示すグラフである。
び本発明に係る実施例における研磨方式での研磨後の各
平坦度（ＧＢＩＲに対する頻度）を示すグラフである。
１ 上定盤 ２ 下定盤 ３ ウェーハキャリア ５ キャリア駆動機構 ６ 研磨布 ７ 研磨液供給機構 ８ 第１供給機構 ９ 第２供給機構（別研磨液供給機構） １９ 溝付き研磨布 ＯＸ 酸化膜 Ｓ シリコンウェーハの表面 Ｒ シリコンウェーハの裏面 Ｗ シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/304 ６２２ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｒ Ｂ２４Ｂ 37/04 Ｂ２４Ｂ 37/04 Ｆ Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｃ０９Ｋ 3/14 ５５０Ｃ // Ｃ０９Ｋ 3/14 ５５０ 13/02 13/02 13/08 13/08 Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｍ (72)発明者 栗原 芳克 東京都千代田区大手町一丁目５番１号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 谷本 竜一 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社シリコン研究センター 内 Ｆターム(参考） 3C058 AA09 AC04 BA02 CB01 CB05 DA02 DA12 DA17 5F043 AA02 BB01 BB22 DD16 GG10
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体ウェーハを表裏面側から挟む研磨
面を有した一対の定盤と半導体ウェーハとを相対的に移
動させると共に研磨面に研磨液を供給して半導体ウェー
ハを研磨する研磨工程を有した半導体ウェーハの製造方
法であって、 前記研磨工程前の自然放置中又は洗浄中に生じた前記半
導体ウェーハの表裏面の薄膜のうち表面側の薄膜のみを
除去する表面膜除去工程と、 前記表面膜除去工程後に、前記半導体ウェーハの材料に
対する研磨速度が前記薄膜に対する研磨速度よりも高い
前記研磨液を供給して半導体ウェーハの表面側を選択的
に化学的研磨する表面研磨工程とを備えていることを特
徴とする半導体ウェーハの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体ウェーハの製造
方法において、 前記半導体ウェーハは、シリコンウェーハであると共
に、前記薄膜は、酸化膜であり、 前記研磨液は、砥粒濃度が０重量％以上１重量％以下の
アルカリ性溶液であることを特徴とする半導体ウェーハ
の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の半導体ウェーハの製造
方法において、 前記表面膜除去工程は、フッ酸系エッチング液で前記酸
化膜を除去することを特徴とする半導体ウェーハの製造
方法。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の半導
体ウェーハの製造方法において、 前記表面研磨完了後に引き続いて、砥粒濃度が１重量％
を越える研磨液を供給して前記半導体ウェーハの表面と
同時に裏面を研磨する表裏面研磨工程を備えていること
を特徴とする半導体ウェーハの製造方法。 - 【請求項５】 半導体ウェーハを表裏面側から挟む研磨
面を有した一対の定盤と半導体ウェーハとを相対的に移
動させると共に研磨面に研磨液を供給して半導体ウェー
ハを研磨する半導体ウェーハの製造装置であって、 前記半導体ウェーハの材料に対する研磨速度が前記研磨
前の自然放置中又は洗浄中に生じた半導体ウェーハ表面
の薄膜に対する研磨速度よりも高い前記研磨液を供給す
る研磨液供給機構を備え、 前記半導体ウェーハの表面に接する研磨面が、半導体ウ
ェーハの裏面に接する研磨面よりも半導体ウェーハの研
磨速度が高い構造又は材質の研磨布で構成されているこ
とを特徴とする半導体ウェーハの製造装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の半導体ウェーハの製造
装置において、 前記半導体ウェーハは、シリコンウェーハであると共
に、前記薄膜は、酸化膜であり、 前記研磨液は、砥粒濃度が０重量％以上１重量％以下の
アルカリ性溶液であることを特徴とする半導体ウェーハ
の製造装置。 - 【請求項７】 請求項５又は６に記載の半導体ウェーハ
の製造装置において、 前記半導体ウェーハの表裏面に接する研磨面のうち、表
面に接する研磨面のみが砥粒を含む固定砥粒研磨布で構
成されていることを特徴とする半導体ウェーハの製造装
置。 - 【請求項８】 請求項５から７のいずれかに記載の半導
体ウェーハの製造装置において、 前記半導体ウェーハの表面に接する研磨面は、複数の溝
が表面に形成された研磨布で構成され、 前記半導体ウェーハの裏面に接する研磨面は、平坦な表
面の研磨布で構成されていることを特徴とする半導体ウ
ェーハの製造装置。 - 【請求項９】 請求項５から８のいずれかに記載の半導
体ウェーハの製造装置において、 前記研磨液供給機構は、前記研磨液よりも砥粒濃度が高
い別の研磨液を供給する別研磨液供給機構を備えている
ことを特徴とする半導体ウェーハの製造装置。
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|---|---|---|---|
| JP2000197037A JP3775176B2 (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 半導体ウェーハの製造方法及び製造装置 |
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| WO2003071592A1 (fr) * | 2002-02-20 | 2003-08-28 | Ebara Corporation | Procede et dispositif de polissage |
| DE112006003810T5 (de) | 2006-03-15 | 2009-01-15 | Dupont Air Products Nanomaterials L.L.C., Tempe | Polierzusammensetzung für Siliciumwafer, Polierzusammensetzungskit für Siliciumwafer und Verfahren zum Siliciumwaferpolieren |
| JP2009105440A (ja) * | 2009-02-04 | 2009-05-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧａＮ基板の研磨方法 |
| JP2011009737A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Siltronic Ag | 研磨パッド及び半導体ウェーハを研磨する方法 |
| JP2012250299A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Kyocera Crystal Device Corp | ウェハの研磨方法及びナノバブル循環型研磨装置 |
| JP2016215342A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 信越半導体株式会社 | ウェーハの回収方法及び両面研磨装置 |
| JP2017098350A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 株式会社ディスコ | ウェーハの製造方法 |
| JP2018037671A (ja) * | 2017-10-18 | 2018-03-08 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハの研磨方法 |
| CN113471067A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-01 | 上海申和热磁电子有限公司 | 一种废晶圆表面膜剥离再生处理工艺及其装置 |
| CN114334717A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-04-12 | 杭州中欣晶圆半导体股份有限公司 | 通过高温退火方式调控硅片背面光泽度的控制系统及方法 |
| CN115415914A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-12-02 | 江苏东水智慧节水灌溉科技有限公司 | 一种卷盘式喷灌配件的抛光设备 |
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