JP2014220318A - 半導体ウエハの研磨方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】少ない研磨除去量であっても、半導体ウエハの平滑性及び平坦性を向上させる半導体ウエハの研磨方法を提供する。
【解決手段】半導体ウエハ載置部に載置した半導体ウエハの上面に対向するように設けられ、半導体ウエハの上面と対向する面に研磨布を備える上定盤と、半導体ウエハの下面に対向するように設けられ、半導体ウエハの下面と対向する面に研磨布を備える下定盤と、をそれぞれ昇降させ、上定盤と下定盤とにより半導体ウエハを挟んで半導体ウエハを加重した状態で、研磨液供給部から上定盤と下定盤との間に研磨液を供給しつつ、上定盤及び下定盤をそれぞれ回転させて前記半導体ウエハを研磨する研磨工程を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハの研磨方法に関し、より詳細には、半導体ウエハを化学機械研磨する研磨方法に関する。
例えば発光素子等の光デバイスや無線通信用の電子デバイス等のデバイスには、土台として例えばＧａＡｓ基板等の半導体ウエハが広く用いられている。デバイスは、半導体ウエハ上に、例えば、ＧａＡｓ膜、ＡｌＧａＡｓ膜、ＡｌＧａＩｎＰ膜等の半導体膜をエピタキシャル成長させた後、エッチング処理を行って、半導体膜上に電極パターンや微細構造を形成して製造されている。半導体膜上に電極パターンや微細構造を形成するエッチング処理は、例えば、半導体膜上にレジストを塗布し、レジストを所定のパターンで露光し、露光部分のレジストを除去して行われる。レジストを所定のパターンで露光する際、光の集光度を安定化させる必要がある。レジスト露光の際の光の集光度は、半導体ウエハの面内の平坦度が大きく影響する。このため、半導体ウエハの表面（すなわち半導体膜の成長面）には、高い平坦性が要求されている。
一般的に、半導体ウエハは、所定形状の結晶インゴットを所定厚さにスライスした後、機械加工を行って所定の形状（例えば円板状）に成形されて形成される。通常、結晶インゴットをスライスした後の半導体ウエハは、例えば外周部に反りが発生している場合があり、平坦性が低い。また、このような半導体ウエハの表面（すなわち半導体膜の成長面）は粗く、平滑性が悪い。すなわち、半導体ウエハの表面粗さが低い。また、半導体ウエハには、機械加工によるダメージが存在する場合もあった。
そこで、通常、半導体ウエハには、主に半導体ウエハの平坦性を向上させるラッピング処理と、主に半導体ウエハの表面の平滑性を向上させる（半導体ウエハの表面を鏡面化させる）研磨処理と、の２つの処理が行われる。
ラッピング処理は、例えばラップ装置を用いて行われる。すなわち、ラッピング処理は、半導体ウエハ載置部に載置した半導体ウエハ上に砥粒を含むラップ剤を供給しつつ、半導体ウエハの半導体膜の成長面に対向するように設けられたガラス又は鋳物定盤を用いて、半導体ウエハを加重する（半導体ウエハに圧力を印加する）ことで行われる。
研磨処理は、研磨装置を用いて行われる。研磨装置は、半導体ウエハを載置する半導体ウエハ載置部と、定盤と、研磨液供給部とを備えている。定盤は、半導体ウエハ載置部に載置された半導体ウエハの半導体膜の成長面（半導体ウエハの被研磨面）と対向するように、硬い定盤が設けられている。定盤の半導体ウエハの被研磨面と対向する面には、研磨布が設けられている。研磨液供給部は、半導体ウエハ載置部に載置された半導体ウエハの被研磨面に砥粒を含む研磨液を供給するように設けられている。このような研磨装置を用いた研磨処理は、半導体ウエハ載置部に載置した半導体ウエハ上に砥粒を含む研磨液を供給しつつ、半導体ウエハの被研磨面に研磨布を面接触させた状態で定盤を回転させることで行われる（例えば特許文献１参照）。これにより、半導体ウエハの被研磨面上に存在する砥粒により、定盤に設けられた研磨布と半導体ウエハの被研磨面との間に摩擦が発生する。この摩擦により半導体ウエハの被研磨面が研磨される。また、研磨処理を行い、半導体ウエハの被研磨面を研磨することで、半導体ウエハの表面に形成されてしまった表面ダメージ層である例えば酸化層や、結晶インゴットのスライスやラッピング処理による機械的ダメージが与えられることで形成される破砕層等を除去することもできる。
特開２００５−１５０２１６号公報
上述したように、半導体ウエハの平坦性及び平滑性を向上させるため、さらには、表面ダメージ層を除去するため、ラッピング処理と研磨処理との２つの処理が行われている。ラッピング処理でも、半導体ウエハの被研磨面が研磨されて除去される場合がある。このため、半導体ウエハが研磨されて除去される量（研磨除去量）が多くなる場合があった。従って、所定形状の結晶インゴットからスライスして半導体ウエハを形成する際、半導体ウエハは、ラッピング処理と研磨処理との２つの処理による研磨除去量を見越して厚くスライスする必要があった。このため、半導体ウエハの生産性が低下し、製造コストが増加することがあった。また、ラッピング処理と研磨処理との２つの処理を行うことで工程が増え、半導体ウエハの製造コストが高くなることがあった。
しかしながら、半導体ウエハには、低コスト化が強く要求されている。このため、１つの結晶インゴットからできるだけ多くの半導体ウエハを製造することが要求されている。従って、ラッピング処理及び研磨処理による半導体ウエハの研磨除去量を低減することが要求されている。すなわち、少ない研磨除去量であっても、半導体ウエハの高平坦性及び高平滑性を実現することが要求されている。
そこで、本発明は、上記課題を解決し、少ない研磨除去量であっても、半導体ウエハの平滑性及び平坦性を向上させることができる半導体ウエハの研磨方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成されている。
本発明の第１の態様によれば、半導体ウエハ載置部に載置した半導体ウエハの上面に対向するように設けられ、前記半導体ウエハの上面と対向する面に研磨布を備える上定盤と、前記半導体ウエハの下面に対向するように設けられ、前記半導体ウエハの下面と対向する面に研磨布を備える下定盤と、をそれぞれ昇降させ、前記上定盤と前記下定盤とにより前記半導体ウエハを挟んで前記半導体ウエハを加重した状態で、研磨液供給部から前記上定盤と前記下定盤との間に研磨液を供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤をそれぞれ回転させて前記半導体ウエハを研磨する研磨工程を有する半導体ウエハの研磨方法が提供される。
本発明の第２の態様によれば、前記研磨布は、圧縮弾性率が８０％以上である第１の態様の半導体ウエハの研磨方法が提供される。
本発明の第３の態様によれば、前記研磨布は、アスカーＣ硬度が９０以上である第１又は第２の態様の半導体ウエハの研磨方法が提供される。
本発明の第４の態様によれば、前記研磨布は、ウレタン系研磨布又は不織布系研磨布である第１ないし第３の態様のいずれかの半導体ウエハの研磨方法が提供される。
本発明の第５の態様によれば、前記上定盤及び前記下定盤によって前記半導体ウエハを加重する際、前記半導体ウエハに印加される圧力は５７ｇ／ｃｍ２以下である第１ないし第４の態様のいずれかの半導体ウエハの研磨方法が提供される。
本発明にかかる半導体ウエハの研磨方法によれば、少ない研磨除去量であっても、半導体ウエハの平滑性及び平坦性を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る半導体ウエハの研磨装置の概略構成図である。 本発明の一実施例に係る研磨布の圧縮弾性率と半導体ウエハの反り修正率との関係を示すグラフ図である。
（１）半導体ウエハの研磨装置の構成
まず、本発明の一実施形態にかかる半導体ウエハの研磨装置の構成について、主に図１を用いて説明する。図１は、本実施形態にかかる半導体ウエハの研磨装置の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態にかかる半導体ウエハの研磨装置１には、半導体ウエハ２を載置する半導体ウエハ載置台３が設けられている。半導体ウエハ載置台３には、半導体ウエハ２を載置する複数の半導体ウエハ載置部が設けられている。半導体ウエハ２としては、例えばＧａＡｓ基板等を用いることができる。
半導体ウエハ載置台３の上側には、上定盤４が設けられている。すなわち、上定盤４は、半導体ウエハ載置部に載置される半導体ウエハ２の上面と対向するように設けられている。また、半導体ウエハ載置台３の下側には、下定盤５が設けられている。すなわち、下定盤５は、半導体ウエハ載置部に載置される半導体ウエハ２の下面と対向するように設けられている。上定盤４及び下定盤５はそれぞれ、昇降可能及び回転可能に設けられている。すなわち、本実施形態にかかる半導体ウエハの研磨装置１は、上定盤４を下降させつつ、下定盤５を上昇させて、半導体ウエハ載置部に載置された半導体ウエハ２を挟み、半導体ウエハ２を所定の圧力で加重するように構成されている。また、上定盤４及び下定盤５で半導体ウエハ２を挟んだ状態で、上定盤４及び下定盤５をそれぞれ回転させることで、半導体ウエハ載置部に載置される半導体ウエハ２の被研磨面である上下面（両面）を研磨するように構成されている。すなわち、上定盤４及び下定盤５で半導体ウエハ２を挟んだ状態で、上定盤４及び下定盤５をそれぞれ回転させると、後述する研磨液供給部から上定盤４と下定盤５との間に供給され、半導体ウエハ２の被研磨面上に存在する研磨液に含まれる砥粒により、上定盤４及び下定盤５と半導体ウエハ２の被研磨面との間にそれぞれ摩擦が発生する。この摩擦により半導体ウエハ２の被研磨面が研磨されるように構成されている。すなわち、半導体ウエハの研磨装置１は、化学機械研磨（ＣＭＰ）を行うように構成されている。なお、上定盤４及び下定盤５の回転方向は、それぞれ同じ方向であっても良いし、異なる方向であっても良い。また、上定盤４及び下定盤５の回転速度は、それぞれ同じ速度であっても良いし、異なる速度であっても良い。
これにより、半導体ウエハ２の平坦性を向上させるラッピング処理と、半導体ウエハ２の上下面の平滑性を向上させる研磨処理とを同時に行うことができる。すなわち、半導体ウエハ載置部に載置された半導体ウエハ２の上下面（被研磨面）を研磨することで、半導体ウエハ２の被研磨面を鏡面化して平滑性を向上させつつ、半導体ウエハ２に生じた反りを修正して平坦性を向上させることができる。
例えば、円板状の半導体ウエハ２の外周部が上面側に向かって反っており、被研磨面が平坦ではない場合について説明する。この場合、半導体ウエハ２が上定盤４及び下定盤５によって挟まれて所定圧力で加重されると、半導体ウエハ２の反り部分は、上定盤４によって半導体ウエハ２の下定盤５側に押される。このとき、半導体ウエハ２の反り部分には、元に戻ろうとする力が発生する。すなわち、半導体ウエハ２の反り部分には、上定盤４によって加えられる力と反発する向きの力（反発力）が発生する。半導体ウエハ２が上定盤４及び下定盤５によって挟まれ、半導体ウエハ２の反り部分に反発力が発生した状態で上定盤４及び下定盤５が回転されると、半導体ウエハ２の反り部分は、半導体ウエハ２の反りが発生していない部分と比べて、高い研磨圧力で研磨処理が行われる。すなわち、半導体ウエハ２の反り部分の研磨圧力は、上定盤４及び下定盤５によって半導体ウエハ２が加重される圧力（以下では、単に「印加圧力」とも言う）と反発力との合計となる。これに対し、半導体ウエハ２の反りが発生していない部分の研磨圧力は、印加圧力とほぼ一致する。このように、半導体ウエハ２の反り部分に生じた反発力を利用して研磨処理を行うことで、半導体ウエハ２の反り部分は、反りが発生していない部分と比べ、研磨処理により研磨されて除去される量（研磨除去量）が多くなる。従って、半導体ウエハ２の反り部分は、反りが修正される（反りがなくなる）ように、上定盤４によって研磨される。すなわち、半導体ウエハ２に生じた反りが修正されて、半導体ウエハ２の平坦性を向上させることができる。なお、半導体ウエハ２の反り部分の研磨除去量は、半導体ウエハ２に生じた反りが大きいほど多くなる。すなわち、半導体ウエハ２の反り部分の研磨圧力と、半導体ウエハ２の反りが生じていない部分の研磨圧力との差が大きいほど、半導体ウエハ２の反り部分の研磨除去量は多くなる。
従って、上定盤４及び下定盤５によって半導体ウエハ２が加重されつつ、上定盤４及び下定盤５が回転されることで、半導体ウエハ２の被研磨面を研磨して半導体ウエハ２の被研磨面の平滑性を向上させつつ、半導体ウエハ２に生じた反りを修正して平坦性を向上させることができる。
これにより、研磨処理だけで、半導体ウエハ２を平滑にしつつ、半導体ウエハ２に生じた反りを効率的に修正できる。従って、半導体ウエハ２の研磨除去量を低減できる。すなわち、半導体ウエハ２の研磨除去量が低減しても、半導体ウエハ２の平滑性及び平坦性を向上させることができる。その結果、結晶インゴットをスライスして半導体ウエハ２を形成する際、スライス幅を小さく（すなわち結晶インゴットから切り出す半導体ウエハ２の厚さを薄く）できるため、半導体ウエハ２の生産性を向上させることができる。これにより、半導体ウエハ２の製造コストを低減できる。また、従来のように、ラッピング処理と研磨処理との２つの処理を行う必要がないので、工程数を減らすことができ、半導体ウエハ２の製造コストをより低減できる。
上定盤４及び下定盤５によって半導体ウエハ２に加重される印加圧力は、５７ｇ／ｃｍ２以下、好ましくは２５ｇ／ｃｍ２以上５７ｇ／ｃｍ２以下であるとよい。これにより、研磨処理による反り修正率を向上させることができる。すなわち、研磨除去量に対する反り修正量を向上させることができる。従って、半導体ウエハ２の研磨除去量をより低減させた場合であっても、所望とする半導体ウエハ２の平坦性及び平滑性を得ることができる。
また、上定盤４及び下定盤５の半導体ウエハ載置部に載置される半導体ウエハ２と対向する面にはそれぞれ、半導体ウエハ２の被研磨面を研磨する研磨布６，７が設けられている。研磨布６，７は、高い圧縮弾性力を有しているとよい。具体的には、研磨布６，７は圧縮弾性率が８０％以上、好ましくは８７％以上であると良い。これにより、半導体ウエハ２の研磨効率及び反り修正率を向上させることができる。従って、半導体ウエハ２の研磨除去量をより低減できる。
研磨布６，７の圧縮弾性率が８０％未満であると、半導体ウエハ２の研磨効率及び反り修正率が低下する場合がある。すなわち、半導体ウエハ２に研磨処理が行われると、研磨布６，７が変形することがある。例えば、研磨布６，７が半導体ウエハ２の形状に沿って凹んでしまうことがある。このとき、研磨布６，７の圧縮弾性率が８０％未満であると、一の半導体ウエハ２の研磨処理が終了した後、次の半導体ウエハ２の研磨処理が開始されるまでの間に、研磨布６，７の変形が元に戻らない場合がある。変形した研磨布６，７で研磨加工が行われると、半導体ウエハ２の反り部分に研磨布６，７が接触しない場合がある。研磨布６，７が接触していない箇所では、半導体ウエハ２の研磨処理が行われないため、研磨効率が低下する場合がある。また、研磨布６，７が接触していない箇所では、半導体ウエハ２が上定盤４及び下定盤５によって加重されず、半導体ウエハ２の反り部分に発生する反発力が低くなるため、反り修正率が低下する場合がある。従って、半導体ウエハ２が所望とする平坦性及び平滑性となるまでに要する研磨除去量が多くなる場合がある。
また、研磨布６，７は高い硬度を有しているとよい。例えば、研磨布６，７はアスカーＣ硬度が９０以上であると良い。これにより、半導体ウエハ２の研磨効率及び反り修正率をより向上させることができる。従って、半導体ウエハ２の研磨除去量をより低減できる。なお、アスカーＣ硬度が９０未満であると、研磨布６，７の硬度が低すぎるため、研磨効率が低下する場合がある。従って、半導体ウエハ２の研磨除去量が多くなる場合がある。
上述のような研磨布６，７として、例えばウレタン系研磨布又は不織布系研磨布が用いられるとよい。特に、研磨布６，７として発泡ウレタン系研磨布が用いられるとよい。これにより、半導体ウエハ２の反り修正率をより向上させることができる。従って、半導体ウエハ２の研磨除去量をより低減できる。
上定盤４には、研磨液供給口８が設けられている。研磨液供給口８には、上定盤４と下定盤５との間に研磨液を供給する研磨液供給部が設けられている。すなわち、研磨液供給部から供給された研磨液は、研磨液供給口８を介して上定盤４と下定盤５との間に供給されるように構成されている。研磨液としては、例えば次亜塩素酸系水溶液等の化学研磨作用を有する水溶液を用いるとよい。研磨液には、砥粒が含まれている。砥粒としては、例えば微細径であるシリカ砥粒、アルミナ砥粒、ジルコニウム砥粒等の機械研磨作用を有する砥粒を用いることができる。すなわち、研磨液として、例えば次亜塩素酸系水溶液と砥粒との混合液が用いられるとよい。
半導体ウエハの研磨装置１には、制御部が接続されている。制御部は、上定盤４、下定盤５、研磨液供給部等に接続されている。制御部により、上定盤４及び下定盤５の昇降動作や回転動作、研磨液供給部から供給される研磨液の供給量調整動作等の制御が行われる。
（２）半導体ウエハの研磨方法
続いて、本発明の一実施形態にかかる半導体ウエハ２の研磨方法について説明する。かかる半導体ウエハ２の研磨方法は、上述の半導体ウエハの研磨装置１により実施される。なお、以下の説明において、半導体ウエハの研磨装置１を構成する各部の動作は上述の制御部により制御される。
（半導体ウエハ載置工程）
まず、半導体ウエハの研磨装置１が備える半導体ウエハ載置台３に設けられた半導体ウエハ載置部に、半導体ウエハ２を載置する。
（半導体ウエハ研磨工程）
次に、研磨液を用いて半導体ウエハ載置部に載置した半導体ウエハ２に研磨処理を行い、半導体ウエハ２の被研磨面を研磨して鏡面化しつつ、半導体ウエハ２に生じた反りを修正する。
まず、半導体ウエハ載置部に対向するように設けられた上定盤４及び下定盤５をそれぞれ昇降させる。すなわち、上定盤４を下降させつつ、下定盤５を上昇させて、半導体ウエハ載置部に載置した半導体ウエハ２を挟む。そして、上定盤４と下定盤５とにより、半導体ウエハ２に所定の圧力で加重する。このときの圧力は５７ｇ／ｃｍ２以下、好ましくは２５ｇ／ｃｍ２以上５７ｇ／ｃｍ２以下であると良い。
続いて、半導体ウエハ２を上定盤４と下定盤５とにより挟んで加重した状態で、研磨液供給部から、上定盤４に形成した研磨液供給口８を介して、上定盤４と下定盤５との間、すなわち半導体ウエハ２の被研磨面（半導体ウエハ２の上下面）に研磨液を供給する。研磨液として、例えば次亜塩素酸系水溶液とシリカ砥粒等の砥粒との混合液を用いるとよい。
そして、研磨液供給部から研磨液を供給しつつ、上定盤４及び下定盤５の回転を開始する。すなわち、上定盤４及び下定盤５をそれぞれ所定の方向に所定速度で回転させる。このとき、上定盤４及び下定盤５をそれぞれ、同じ方向に回転させても良く、異なる方向に回転させても良い。また、上定盤４及び下定盤５をそれぞれ、同じ速度で回転させても良く、異なる速度で回転させても良い。なお、上定盤４及び下定盤５の回転は、半導体ウエハ２の研磨工程の終了まで継続する。
これにより、半導体ウエハ２の上下面（両面）を同時に研磨して鏡面化することができる。また、半導体ウエハ２の鏡面化と同時に、半導体ウエハ２の反りを修正することができる。すなわち、例えば、半導体ウエハ２の外周部が半導体ウエハ２の上面側に反っている場合、半導体ウエハ２を上定盤４及び下定盤５によって挟んで加重することで、半導体ウエハ２の反り部分には、反発力が発生する。このように、半導体ウエハ２の反り部分に反発力が発生した状態で上定盤４及び下定盤５をそれぞれ回転させると、半導体ウエハ２の反り部分は、反りが発生していない部分と比べて研磨除去量が多くなる。従って、半導体ウエハ２の反り部分は、反りが修正される（反りがなくなる）ように、研磨されて平坦になる。
このように、研磨処理だけで、半導体ウエハ２を平滑にしつつ、半導体ウエハ２に生じた反りを修正することで、半導体ウエハ２の研磨除去量を低減できる。従って、半導体ウエハ２の生産性を向上させることができる。その結果、半導体ウエハ２の製造コストを低減できる。
また、上定盤４及び下定盤５の半導体ウエハ２の被研磨面と対向する面にはそれぞれ、研磨布６，７が貼り付けられて設けられている。研磨布６，７は、圧縮弾性率が８０％以上であると良い。また、研磨布６，７はアスカーＣ硬度が９０以上であるとより良い。研磨布６，７として、ウレタン系研磨布又は不織布系研磨布を用いるとよい。特に、研磨布６，７として発泡ウレタン系研磨布を用いるとよい。これにより、半導体ウエハ２の研磨効率及び反り修正率をより向上させることができる。従って、半導体ウエハ２の研磨除去量をより低減できる。
所定時間が経過し、半導体ウエハ２が所定の平滑度及び平坦度になったら、上定盤４及び下定盤５の回転を停止し、半導体ウエハ研磨工程を終了する。
（半導体ウエハ搬出工程）
半導体ウエハ研磨工程が終了したら、上定盤４を上昇させつつ、下定盤５を下降させる。そして、半導体ウエハ載置部から半導体ウエハ２を搬出して、本実施形態に係る半導体ウエハの研磨工程を終了する。
（３）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
（ａ）本実施形態によれば、半導体ウエハの研磨装置１には、半導体ウエハ載置台３に形成された半導体ウエハ載置部に載置される半導体ウエハ２の上面に対向するように上定盤４が設けられている。また、半導体ウエハ載置部に載置される半導体ウエハ２の下面に対向するように下定盤５が設けられている。上定盤４と下定盤５とはそれぞれ、昇降可能及び回転可能に構成されている。上定盤４の半導体ウエハ２の上面と対向する面、及び、下定盤５の半導体ウエハ２の下面と対向する面にはそれぞれ研磨布６，７が設けられている。そして、上定盤４を下降させつつ下定盤５を上昇させて、半導体ウエハ載置部に載置された半導体ウエハ２を所定の圧力で挟んで加重している。上定盤４及び下定盤５によって半導体ウエハ２を挟んで加重した状態で、研磨液供給部から上定盤４と下定盤５との間（すなわち半導体ウエハ２の被研磨面である上面及び下面）に研磨液を供給しつつ、上定盤４及び下定盤５をそれぞれ回転させている。これにより、半導体ウエハ２の上下面を研磨して平滑に（鏡面化）しつつ、半導体ウエハ２に生じた反りを修正し、半導体ウエハ２を平坦にできる。すなわち、少ない研磨除去量であっても、半導体ウエハ２の平滑性及び平坦性を向上させることができる。
具体的には、半導体ウエハ２に生じた反りを修正して平坦にするラッピング処理と、半導体ウエハ２の被研磨面を研磨して平滑にする研磨処理と、の２つの処理を１つの研磨処理で行うことができる。従って、半導体ウエハ２の研磨除去量を低減できる。すなわち、半導体ウエハ２の研磨除去量を低減させても、半導体ウエハ２の平滑性及び平坦性を向上させることができる。その結果、例えば、結晶インゴットをスライスして半導体ウエハ２を形成する際、スライス幅（すなわち結晶インゴットから切り出す半導体ウエハ２の厚さ）を薄くできるため、半導体ウエハ２の生産性を向上させることができる。これにより、半導体ウエハ２の製造コストを低減できる。また、ラッピング処理と研磨処理との２つの処理を行う必要がないので、工程数を減らすことができ、半導体ウエハ２の製造コストをより低減できる。
（ｂ）本実施形態によれば、研磨布６，７の圧縮弾性率が８０％以上である。これにより、半導体ウエハ２の研磨効率及び反り修正率（研磨除去量に対する反り修正量）をより向上させることができる。従って、半導体ウエハ２の研磨除去量をより低減しても、所望とする平滑性及び平坦性を有する半導体ウエハ２が得られる。
（ｃ）本実施形態によれば、研磨布６，７のアスカーＣ硬度が９０以上である。これにより、半導体ウエハ２の研磨効率及び反り修正率をより向上させることができる。
（ｄ）本実施形態によれば、研磨布６，７は、ウレタン系研磨布又は不織布系研磨布である。これにより、半導体ウエハ２の反り修正率をより向上させることができる。
（ｅ）本実施形態によれば、上定盤４及び下定盤５によって半導体ウエハ２に加重される印加圧力は５７ｇ／ｃｍ２以下である。これにより、半導体ウエハ２の反り修正率をより向上させることができる。
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
上述の実施形態では、上定盤４及び下定盤５が設けられ、半導体ウエハ２の上下面（両面）が同時に研磨処理される場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、上定盤４又は下定盤５の少なくともいずれかが設けられていればよく、半導体ウエハ２の上面又は下面のいずれかの面に研磨処理が行われてもよい。
上述の実施形態では、上定盤４に設けられる研磨布６と、下定盤５に設けられる研磨布７とは同一のものを用いたが、これに限定されるものではない。すなわち、上定盤４に設けられる研磨布６と、下定盤５に設けられる研磨布７とは、異なるものであってもよい。例えば、上定盤４に設けられる研磨布６としてウレタン系研磨布を用い、下定盤５に設けられる研磨布７として不織布系研磨布を用いてもよい。
上述の実施形態では、半導体ウエハ載置台３に、複数の半導体ウエハ載置部が形成され、一度に複数枚の半導体ウエハの研磨処理を行うことができる半導体ウエハの研磨装置１について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、半導体ウエハの研磨装置１は、半導体ウエハ載置台３に１つの半導体ウエハ載置部が形成され、１枚の半導体ウエハの研磨処理を行うように構成されていてもよい。
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（研磨布の圧縮弾性率の評価）
まず、研磨装置に用いられる研磨布の圧縮弾性率と半導体ウエハの反り修正率との関係性について実験を行い、評価した。
まず、本実施例では、半導体ウエハとして、外周部分が上面側に向かって反りが発生した直径が１００ｍｍ（４インチ）の円板状のＧａＡｓ基板を用いた。このＧａＡｓ基板に、上定盤及び下定盤の半導体ウエハと対向する面にそれぞれ、同一の研磨布を貼り付けた研磨装置を用いて、ＧａＡｓ基板の上下面（両面）に研磨処理を行った。すなわち、上定盤及び下定盤によって半導体ウエハを挟み、３８ｇ／ｃｍ２の圧力で半導体ウエハを加重した状態で、研磨液供給部から上定盤と下定盤との間に研磨液を供給しつつ、上定盤及び下定盤をそれぞれ回転させて、研磨除去量が２０μｍの研磨処理を行った。このとき、研磨液供給部からの研磨液の供給量は１．５ｌ／ｍｉｎとした。また、上定盤の回転速度は７ｒｐｍ、下定盤の回転速度は２１ｒｐｍとした。なお、上定盤及び下定盤はそれぞれ、異なる方向に回転させた。
研磨装置に用いた研磨布の条件を、ウレタンタイプ又は不織布タイプのいずれかを用い、アスカーＣ硬度が５７〜１１２、及び圧縮弾性率６６〜９３％の範囲内でそれぞれ変更して、種々の研磨処理を行った。
そして、研磨布を変えて行った各研磨処理について、それぞれ半導体ウエハの反り修正率を測定して評価した。このとき、反りの指標として、平坦度測定装置にて測定したＷａｒｐ値を使用した。Ｗａｒｐ値とは、ウエハの焦平面を基準面として、焦平面から上下方向へのズレの最大値である。すなわち、半導体ウエハの反り修正率の評価は、研磨処理を行う前の半導体ウエハのＷａｒｐ値と、研磨処理を行った後の半導体ウエハのＷａｒｐ値とをそれぞれ測定して行った。そして、半導体ウエハの反り修正率は下記（式１）により算出した。各研磨処理について算出した半導体ウエハの反り修正率の結果を図２に示す。すなわち、図２は、研磨布の圧縮弾性率と半導体ウエハの反り修正率との関係を示すグラフ図である。
（式１）
反り修正率（％）＝（研磨後のＷａｒｐ値−研磨前のＷａｒｐ値）／研磨前のＷａｒｐ値
図２から、圧縮弾性率が８０％以上である研磨布を用いた場合、研磨除去量を低減しても、半導体ウエハの平坦性を向上させることができることを確認した。すなわち、研磨処理による研磨除去量が２０μｍと少なくても、反り修正率を１０％以上とすることができることを確認した。例えば、研磨布として、圧縮弾性率が８９％であり、アスカーＣ硬度が９０であるウレタンタイプである発泡ウレタンの研磨布を用いたとき、反り修正率が最も高いことを確認した。これに対し、圧縮弾性率が８０％未満である研磨布を用いた場合、研磨除去量が２０μｍと少ないと、反り修正率が１０％未満となり、半導体ウエハの平坦性を向上させることができないことを確認した。
１ 半導体ウエハの研磨装置
２ 半導体ウエハ
４ 上定盤
５ 下定盤
６，７ 研磨布

Claims (5)

  1. 半導体ウエハ載置部に載置した半導体ウエハの上面に対向するように設けられ、前記半導体ウエハの上面と対向する面に研磨布を備える上定盤と、前記半導体ウエハの下面に対向するように設けられ、前記半導体ウエハの下面と対向する面に研磨布を備える下定盤と、をそれぞれ昇降させ、前記上定盤と前記下定盤とにより前記半導体ウエハを挟んで前記半導体ウエハを加重した状態で、研磨液供給部から前記上定盤と前記下定盤との間に研磨液を供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤をそれぞれ回転させて前記半導体ウエハを研磨する研磨工程を有する
    ことを特徴とする半導体ウエハの研磨方法。
  2. 前記研磨布は、圧縮弾性率が８０％以上である
    ことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハの研磨方法。
  3. 前記研磨布は、アスカーＣ硬度が９０以上である
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体ウエハの研磨方法。
  4. 前記研磨布は、ウレタン系研磨布又は不織布系研磨布である
    ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体ウエハの研磨方法。
  5. 前記上定盤及び前記下定盤によって前記半導体ウエハを加重する際、前記半導体ウエハに印加される圧力は５７ｇ／ｃｍ２以下である
    ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体ウエハの研磨方法。
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