JP5309892B2

JP5309892B2 - 両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法

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Publication number: JP5309892B2
Application number: JP2008276099A
Authority: JP
Inventors: 友紀三浦; 和成高石
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: JP2010103449A

Description

この発明は両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法、詳しくはシリコンウェーハの表面形状の高品質化が図れる両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法に関する。

シリコンウェーハの製造に際しては、シリコン単結晶インゴットにブロック切断、外径研削、スライス、面取り、エッチングまたは表面研削を順次施し、その後、エッチング時のウェーハ面の微細な凹凸または表面研削時のウェーハのダメージを除く研磨が行われる。これにより、表面が鏡面仕上げされたシリコンウェーハが作製される。
研磨工程では、一般に１次研磨、２次研磨、３次研磨、仕上げ研磨などからなる２〜４段階の多段研磨が実施されている。多段研磨では、研磨の段階が進むにつれて、平坦度、ナノトポロジー、表面粗さ、Ｈａｚｅなどのシリコンウェーハの表面形状についての品質の改善が図られる。

また、ウェーハの表面形状のさらなる高品質化を図るため、従来、１次研磨のみに遊星歯車式（サンギヤ式）の両面研磨装置を用いた両面研磨が採用され、２次研磨以後ではシリコンウェーハの表面を研磨する片面研磨が行われている（例えば、特許文献１，２）。遊星歯車式の両面研磨装置とは、中心部にサンギヤが配置され、外周部にインターナルギヤが配置された遊星歯車構造を有している。使用時には、キャリアプレートの複数のウェーハ保持孔にシリコンウェーハを保持し、研磨砥粒を含むスラリーを供給しながら、研磨布が展張された上定盤および下定盤を各ウェーハの表裏両面に押し付け、キャリアプレートをサンギヤとインターナルギヤとの間で自転、公転させる。これにより、各シリコンウェーハの表裏面が同時に研磨される。

２次研磨以降に片面研磨が採用されている理由は、以下の通りである。
すなわち、（１）デバイス形成プロセスで、実際にデバイスが形成されるのはシリコンウェーハの表面のみである。
（２）一般に、シリコンウェーハの表面粗さやＨａｚｅなどを改善するために必要な研磨量は、数μｍ〜数１０μｍとわずかである。そのため、片面研磨（裏面基準の表面研磨）のみを採用した場合でも、１次研磨後のウェーハ平坦度、ナノトポロジーはそれほど変化しない。
（３）両面研磨では、シリコンウェーハを保持する保持孔付きのキャリアプレートが使用される。そのため、研磨時にシリコンウェーハが保持孔の形成壁に衝突し、スクラッチ不良が発生するなどして、シリコンウェーハの品質が低下する場合が多い。
（４）両面研磨では複雑な構造の両面研磨装置が使用される。そのため、設備コストが高まるとともに、ウェーハの表裏面を研磨することから、片面研磨の場合より、研磨布などの消耗品に対するランニングコストが増大する。

特開平９−９７７７５号公報特許第４０３８４２９号公報

しかしながら、このように従来の研磨方法では、１次研磨のみでしかシリコンウェーハの両面研磨は行われていなかった。そのため、ウェーハ裏面のナノトポロジー、引いてはシリコンウェーハの表面粗さを十分に高められなかった。ナノトポロジーとは、ｎｍレベルの面粗さ（変化量の絶対値）である。
近年、デバイス形成部門からは、シリコンウェーハに対して、裏面の微小パーティクルの管理が要求されている。これは、ウェーハ表面に形成される電子回路のさらなる微細化に伴い、ウェーハ裏面の微小パーティクルも制御しなければ、ウェーハ表面に対する電子回路の微細化の実現が不可能な状況にまで達しているためである。

そこで、発明者は鋭意研究の結果、両面鏡面シリコンウェーハの研磨として、毎回（各段）の研磨条件を変更して行われる多段研磨を採用し、かつ全ての回の研磨を両面研磨とすれば、上述した問題は解消することを知見し、この発明を完成させた。

この発明は、シリコンウェーハの表面形状の高品質化が図れ、これによりウェーハ表面に形成される電子回路のさらなる微細化を可能とした両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、シリコンウェーハの露出面に研磨布を押し付け、研磨剤を供給しながら、前記シリコンウェーハと前記研磨布とを相対的に摺動させ、前記露出面を研磨する両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法であって、前記シリコンウェーハの露出面の研磨は、研磨条件を変更して１次研磨、２次研磨、仕上げ研磨と連続して行われる３段研磨で、前記１次研磨が、複数のキャリアプレートにそれぞれ形成された複数のウェーハ保持孔内に複数の前記シリコンウェーハを保持し、研磨砥粒を含まない前記研磨剤を供給しながら、各対向面に研磨布が貼着された上定盤および下定盤を前記複数のシリコンウェーハの表裏両面に押し付け、前記キャリアプレートをサンギヤとインターナルギヤとの間で自転公転させることで、前記複数のシリコンウェーハの表裏両面を同時に研磨するサンギヤ式両面研磨で、前記２次研磨および仕上げ研磨が、キャリアプレートに形成されたウェーハ保持孔内に前記シリコンウェーハを保持し、研磨砥粒を含まない前記研磨剤を供給しながら、前記研磨布が貼着された上定盤と前記研磨布が貼着された下定盤との間で、前記キャリアプレートの表面と平行な面内でこのキャリアプレートに自転を伴わない円運動を行わせる無サンギヤ式の両面研磨である両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法である。

請求項１に記載の発明によれば、両面研磨シリコンウェーハの研磨として、毎回の研磨条件を変更して連続的に行われる３段研磨を採用し、しかもこの多段研磨は、全ての回の研磨を、研磨砥粒を含まない研磨剤を供給しながらシリコンウェーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨とする。これにより、シリコンウェーハの表面形状の高品質化が図れ、ウェーハ表面に形成される電子回路のさらなる微細化が可能になる。
また、２次研磨および仕上げ研磨では、上定盤および下定盤の間でシリコンウェーハを保持し、この状態を維持したまま、キャリアプレートに自転をともなわない円運動をさせて両面研磨する。自転しない円運動によれば、キャリアプレート上のすべての点がまったく同じ小円運動をする。これは、一種の揺動運動ともいえる。すなわち、揺動運動の軌跡が円になると考えることもできる。このようなキャリアプレートの運動により、研磨中、シリコンウェーハはウェーハ保持孔内で旋回しながら研磨される。これにより、ウェーハ研磨面の略全域にわたって均一に研磨することができる。例えば、ウェーハ外周部の研磨ダレなども低減可能となる。

シリコンウェーハとしては、単結晶シリコンウェーハなどを採用することができる。
シリコンウェーハの露出面とは、ウェーハの表面、裏面、表裏面の何れかである。
研磨剤は、研磨砥粒を含まない。このように、研磨剤として研磨砥粒を含まないものを採用した場合には、研磨砥粒による表面粗さ、Ｈａｚｅなどのシリコンウェーハの表面形状の低下を防止することができる。
また、研磨剤としては、例えば、ｐＨ濃度が９〜１１のアルカリ性エッチング液（ＫＯＨ溶液など）に、平均粒径０．１〜０．０２μｍ程度のシリカ粒子（研磨砥粒）を分散させたコロイド状のものを採用することができる。ただし、研磨砥粒はウェーハの表面粗さなどを低下させるため、その研磨剤への混入は好ましくない。
研磨布としては、不織布にウレタン樹脂を含浸・硬化させた不織布パッド、発泡したウレタンのブロックをスライスした発泡性ウレタンパッドなどを採用することができる。その他、ポリエステルフェルトにポリウレタンが含浸された基材の表面に発泡ポリウレタンを積層し、ポリウレタンの表層部分を除去して発泡層に開口部を形成したスエードパッドでもよい。

シリコンウェーハと両研磨布との相対的な摺動とは、シリコンウェーハだけの回転によるシリコンウェーハと両研磨布との摺動でも、両研磨布だけの回転による摺動でもよい。その他、シリコンウェーハと両研磨布との両方の回転による摺動でもよい。
変更される研磨条件としては、例えば、研磨布の種類、研磨剤の種類、研磨量、研磨レート、研磨圧、研磨時間、シリコンウェーハの回転速度、研磨布の回転速度、シリコンウェーハの回転方向、研磨布の回転方向などが挙げられる。
両面研磨としては、例えば、サンギヤを有する遊星歯車式の両面研磨を採用することができる。その他、サンギヤが存在しない無サンギヤ式の両面研磨でもよい。
３回連続して行われる３段研磨（両面研磨）は、１台の両面研磨装置のみで行っても、複数台の研磨装置により行ってもよい。
ここでいう「３回連続して」とは、シリコンウェーハに対する例えば機械的、化学的、熱的などの実質的な加工が施される場合をいう。したがって、連続する先の研磨と後の研磨との間に、シリコンウェーハの洗浄工程、検査工程などが介在される場合も含む。

変更される研磨条件は、ウェーハ表面の研磨条件だけでもよい。また、ウェーハ裏面の研磨条件だけでもよい。さらに、ウェーハ表面の研磨条件とウェーハ裏面の研磨条件との両方でもよい。
両面研磨の回数は３回である。全ての回においてシリコンウェーハに両面研磨が施される。

自転をともなわない円運動とは、キャリアプレートが上定盤および下定盤の回転軸から所定距離だけ偏心した状態を、常時、維持して旋回する円運動（回転揺動）をいう。キャリアプレートに形成されたウェーハ保持孔の形成数は、１つ（枚葉式）でも複数（バッチ）でもよい。保持孔の大きさは、研磨されるシリコンウェーハの大きさに応じて、任意に変更される。
無サンギヤ式の両面研磨の場合、必ずしも上定盤および下定盤を同時に回転させなくてもよい。これは、無サンギヤ式の両面研磨が、シリコンウェーハの表裏両面に上定盤および下定盤の各研磨布を押し付け、キャリアプレートを運動させるためである。

請求項１に記載の発明によれば、両面鏡面シリコンウェーハの研磨として、毎回の研磨条件を変更して連続して行われる３段研磨を採用し、しかも全ての回の研磨を、研磨砥粒を含まない研磨剤を供給しながらの両面研磨とする。これにより、両面鏡面シリコンウェーハの表面形状の高品質化が図れ、ウェーハ表面に形成される電子回路のさらなる微細化が可能になる。
また、２次研磨および仕上げ研磨として、サンギヤが組み込まれておらず、上定盤および下定盤の間でキャリアプレートを運動させてウェーハ表裏両面を同時に研磨する無サンギヤ式両面研磨を採用したので、ウェーハ研磨面の略全域にわたって均一に研磨することができる。これにより、ウェーハ外周部の研磨ダレなども低減可能となる。

以下、この発明の実施例を具体的に説明する。

この発明の実施例１に係るシリコンウェーハの研磨方法を説明する。
使用されるシリコンウェーハは、以下の工程により作製される。チョクラルスキー法により直径３００ｍｍ、初期酸素濃度１．０×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３、比抵抗が１０ｍΩ・ｃｍのシリコン単結晶インゴットを引き上げる。得られたシリコン単結晶インゴットには、図１のフローシートに示すように、ブロック切断、外径研削、スライス、面取り、エッチング、１次研磨（サンギヤ式両面研磨）、２次研磨（無サンギヤ式両面研磨）、仕上げ研磨（無サンギヤ式両面研磨）が順次施される。

次に、図２および図３を参照して、シリコンウェーハＷの１次研磨工程を説明する。
エッチング後のシリコンウェーハＷには、サンギヤ式の両面研磨装置を用いた１次両面研磨が施される。
図２および図３において、４０はサンギヤ式両面研磨装置で、このサンギヤ式両面研磨装置４０は、互いに平行に設けられ、各対向面に研磨布４１，４１がそれぞれ貼着された上定盤４２および下定盤４３と、これらの上定盤４２、下定盤４３間に介在されて、軸線回りに回転自在に設けられた小径なサンギヤ４４と、この軸線と同じ軸線を中心に回転自在に設けられた大径なインターナルギヤ４５と、それぞれ４枚のシリコンウェーハＷを保持するウェーハ保持孔４６ａを有し、かつ各外縁部に、サンギヤ４４およびインターナルギヤ４５に噛合される外ギヤ４６ｂが形成された計４枚の円盤形状のキャリアプレート４６とを備えている。
サンギヤ式両面研磨装置４０には、スピードファム社製の２８Ｂ両面研磨装置が採用されている。両研磨布４１，４１には、ロデール・ニッタ社製Ｓｕｂａ８００が採用されている。シリコンウェーハＷの厚さは７３０μｍ、キャリアプレート４６の厚さは６００μｍである。

１次研磨工程では、サンギヤ式両面研磨装置４０を使用し、シリコンウェーハＷの両面が同時に研磨される。すなわち、キャリアプレート４６の各ウェーハ保持孔４６ａにそれぞれ旋回自在にシリコンウェーハＷを挿入する。このとき、各ウェーハ裏面は上向きとする。次いで、この状態のまま、各ウェーハ表裏両面に研磨布４１，４１をそれぞれ２００ｇ／ｃｍ^２で押し付ける。また、上定盤４２と下定盤４３との間で、研磨液（ユーズポイントで０．３重量％のＫＯＨ溶液をベースとし、平均粒径約４０μｍ（動的散乱法）のシリカ粒子が混入されたコロイダルシリカ）を２リットル／分で供給しながらキャリアプレート４６を自転および公転させ、各ウェーハ保持孔４６ａに保持された４枚のシリコンウェーハＷの表裏両面を、上下１対の研磨布４１，４１に押圧しながら一括して両面研磨する。コロイダルシリカからなる研磨液に代えて、研磨砥粒を含まないＫＯＨ溶液のみからなるものに変更してもよい。この場合、研磨砥粒による表面粗さ、Ｈａｚｅなどのシリコンウェーハの表面形状の低下を防止することができる。ウェーハ表裏面の研磨レートは１μｍ／分、研磨量は３０μｍである。

次に、図４および図５を参照して、１次研磨されたシリコンウェーハＷの２次研磨工程を説明する。１次研磨後のシリコンウェーハＷには、無サンギヤ式の両面研磨装置を用いた２次両面研磨が連続して施される。ただし、１次研磨と２次研磨との間に、シリコンウェーハＷを洗浄する工程を施してもよい。
図４および図５において、１０は無サンギヤ式両面研磨装置である。具体的には、不二越株式会社製の両面研磨装置（ＬＰＤ３００）が採用されている。
無サンギヤ式両面研磨装置１０は、５個のウェーハ保持孔１１ａがプレート軸線回りに（円周方向に）７２度ごとに穿設された平面視して円板形状のガラスエポキシ製のキャリアプレート１１と、それぞれのウェーハ保持孔１１ａに旋回自在に挿入されて保持された直径３００ｍｍのシリコンウェーハＷを、上下から挟み込むとともに、シリコンウェーハＷに対して相対的に移動させることでウェーハ面を研磨する上定盤１２および下定盤１３とを備えている。キャリアプレート１１の厚さ（６００μｍ）は、シリコンウェーハＷの厚さ（７３０μｍ）よりも若干薄くなっている。

上定盤１２の下面および下定盤１３の上面には、シリコンウェーハＷの表裏面を個別に研磨する研磨布１４，１５として、ロデール・ニッタ社製Ｓｕｂａ８００が採用されている（図５）。上定盤１２は、上方に延びた回転軸１２ａを介して、上側回転モータ１６により水平面内で回転駆動される。また、上定盤１２は軸線方向へ進退させる昇降装置１８により垂直方向に昇降させられる。昇降装置１８は、シリコンウェーハＷをキャリアプレート１１に給排する際などに使用される。なお、上定盤１２および下定盤１３のシリコンウェーハＷの表裏両面に対する押圧は、上定盤１２および下定盤１３に組み込まれた図示しないエアバック方式などの加圧手段により行われる。
下定盤１３は、その出力軸１７ａを介して、下側回転モータ１７により水平面内で回転させられる。このキャリアプレート１１は、そのプレート１１自体が自転しないように、キャリア円運動機構１９によって、そのプレート１１の面と平行な面（水平面）内で円運動する。次に、このキャリア円運動機構１９を詳細に説明する。

キャリア円運動機構１９は、キャリアプレート１１を外方から保持する環状のキャリアホルダ２０を有している。キャリア円運動機構１９とキャリアホルダ２０とは、連結構造２１を介して連結されている。連結構造２１とは、キャリアプレート１１を、キャリアプレート１１が自転せず、しかもキャリアプレート１１の熱膨張時の伸びを吸収できるようにキャリアホルダ２０に連結させる手段である。
すなわち、連結構造２１は、キャリアホルダ２０の内周フランジ２０ａに、ホルダ周方向へ所定角度ごとに突設された多数本のピン２３と、キャリアプレート１１の外周部のうち、各ピン２３と対応する位置に対応する数だけ穿設された長孔形状のピン孔１１ｂとを有している（図６）。

これらのピン孔１１ｂは、ピン２３を介してキャリアホルダ２０に連結されたキャリアプレート１１が、その半径方向へ若干移動できるように、その孔長さ方向をプレート半径方向と合致させている。それぞれのピン孔１１ｂにピン２３を遊挿させてキャリアプレート１１をキャリアホルダ２０に装着することで、両面研磨時のキャリアプレート１１の熱膨張による伸びが吸収される。なお、各ピン２３の元部は、この部分の外周面に刻設された外ねじを介して、前記内周フランジ２０ａに形成されたねじ孔にねじ込まれている。また、各ピン２３の元部の外ねじの直上部には、キャリアプレート１１が載置されるフランジ２３ａが周設されている。したがって、ピン２３のねじ込み量を調整することで、フランジ２３に載置されたキャリアプレート１１の高さ位置が調整可能となる。

キャリアホルダ２０の外周部には、９０度ごとに外方へ突出した４個の軸受部２０ｂが配設されている。各軸受部２０ｂには、小径円板形状の偏心アーム２４の上面の偏心位置に突設された偏心軸２４ａが挿着されている。また、これら４個の偏心アーム２４の各下面の中心部には、回転軸２４ｂが垂設されている（図４，図５）。これらの回転軸２４ｂは、環状の装置基体２５に９０度ごとに合計４個配設された軸受部２５ａに、それぞれ先端部を下方へ突出させた状態で挿着されている。各回転軸２４ｂの下方に突出した先端部には、それぞれスプロケット２６が固着されている。
そして、各スプロケット２６には、一連にタイミングチェーン２７が水平状態で架け渡されている。なお、このタイミングチェーン２７をギヤ構造の動力伝達系に変更してもよい。これらの４個のスプロケット２６とタイミングチェーン２７とは、４個の偏心アーム２４が同期して円運動を行うように、４本の回転軸２４ｂを同時に回転させる同期手段を構成している。

また、これらの４本の回転軸２４ｂのうち、１本の回転軸２４ｂはさらに長尺に形成されており、その先端部がスプロケット２６より下方に突出している。この部分に動力伝達用のギヤ２８が固着されている。ギヤ２８は、例えばギヤドモータなどの円運動用モータ２９の上方へ延びる出力軸に固着された大径な駆動用のギヤ３０と噛合している。

したがって、円運動用モータ２９の出力軸を回転させれば、その回転力は、ギヤ３０，２８および長尺な回転軸２４ｂに固着されたスプロケット２６を介してタイミングチェーン２７に伝達され、タイミングチェーン２７が周転することで、他の３個のスプロケット２６を介して、４個の偏心アーム２４が同期して回転軸２４ｂを中心に水平面内で回転する。これにより、それぞれの偏心軸２４ａに一括して連結されたキャリアホルダ２０、ひいてはこのホルダ２０に保持されたキャリアプレート１１が、このプレート１１に平行な水平面内で、自転をともなわない円運動を行う。すなわち、キャリアプレート１１は上定盤１２および下定盤１３の軸線ｅから距離Ｌだけ偏心した状態を保って旋回する。この距離Ｌは、偏心軸２４ａと回転軸２４ｂとの距離と同じである。この自転をともなわない円運動により、キャリアプレート１１上の全ての点は、同じ大きさの小円の軌跡を描く。

次に、無サンギヤ式両面研磨装置１０を用いてのシリコンウェーハＷの２次両面研磨方法を説明する。
図４〜図６に示すように、まず、キャリアプレート１１の各ウェーハ保持孔１１ａにそれぞれ旋回自在にシリコンウェーハＷを挿入する。このとき、各ウェーハ裏面は上向きとする。次いで、この状態のまま、上定盤１２とともに５ｒｐｍで回転中の裏面側の研磨布１４を、各ウェーハ裏面に１５０ｇ／ｃｍ^２で押し付けるとともに、下定盤１３とともに２５ｒｐｍで回転中の表面側の研磨布１５を各ウェーハ表面に１５０ｇ／ｃｍ^２で押し付ける。

その後、両研磨布１４，１５をウェーハ表裏両面に押し付けたまま、上定盤１２から研磨液（ユーズポイントで０．１重量％のＫＯＨ溶液をベースとし、平均粒径約２０μｍ（動的散乱法）のシリカ粒子が混入されたコロイダルシリカ）を２リットル／分で供給しながら、円運動用モータ２９によりタイミングチェーン２７を周転させる。これにより、各偏心アーム２４が水平面内で同期回転し、各偏心軸２４ａに一括して連結されたキャリアホルダ２０およびキャリアプレート１１が、このプレート１１の表面に平行な水平面内で、自転をともなわない円運動を２４ｒｐｍで行う。その結果、各シリコンウェーハＷは、対応するウェーハ保持孔１１ａ内で水平旋回しながら、それぞれのウェーハ表裏両面が研磨される。ここで使用する研磨剤は、無砥粒タイプのものである。２次研磨工程での研磨時間は１５分間である。

次に、図４〜図６を参照して、２次研磨されたシリコンウェーハＷの仕上げ研磨（３次研磨）工程を説明する。２次研磨後のシリコンウェーハＷには、同じ無サンギヤ式両面研磨装置１０を用いた３次両面研磨が連続して施される。ただし、２次研磨と３次研磨との間に、シリコンウェーハＷの洗浄工程を施してもよい。
３次研磨では、２次研磨工程で使用された無サンギヤ式両面研磨装置１０が使用される。ただし、両研磨布１４，１５としては、東レコーテックス社製シーガル７３５５を使用し、２次研磨と同じ研磨条件でシリコンウェーハＷに対して両面研磨が行われる。
このように、シリコンウェーハＷの研磨として、毎回の研磨条件を変更して行われる３段階の連続的な研磨を採用し、かつ全ての回の研磨をサンギヤ式両面研磨装置４０または無サンギヤ式両面研磨装置１０を使用する両面同時研磨としたので、シリコンウェーハＷの表面形状の高品質化が図れ、電子回路のさらなる微細化が可能になる。
また、２次研磨工程および３次研磨工程では、両面研磨として無サンギヤ両面研磨を採用したので、ウェーハ研磨面の略全域にわたって均一に研磨することができる。これにより、ウェーハ外周部の研磨ダレなども低減可能となる。

以下、図７および図８を参照して、この発明のシリコンウェーハの研磨方法を、試験例および比較例に基づき、具体的に説明する。
実施例１の条件で得られた直径３００ｍｍ、初期酸素濃度１．０×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３、比抵抗が１０ｍΩ・ｃｍのシリコン単結晶インゴットをウェーハ加工し、最終的に表面が鏡面研磨された多数枚のシリコンウェーハ（厚さ７３０μｍ）のうち、選出された２枚を、比較例１および試験例１の実験で使用した。

（比較例１）
次に、このシリコンウェーハに対して、１次研磨、２次研磨および仕上げ研磨からなる３段研磨を行った。
このうち、１次研磨工程では、実施例１の１次研磨と同じサンギヤ式両面研磨装置４０を使用し、実施例１と同じ研磨条件でシリコンウェーハＷの両面研磨を行った。
また、２次研磨工程では、研磨装置としてラップマスター社製の片面研磨装置ＬＧ７０４を使用した点を除いては、実施例１の２次研磨工程と同じ条件でシリコンウェーハＷの表面のみを研磨した。
さらに、３次研磨工程では、比較例１の２次研磨工程と同じ片面研磨装置を使用した点を除いては、実施例１の３次研磨工程と同じ条件でシリコンウェーハＷの表面のみを研磨した。

（試験例１）
試験例１では、１次〜仕上げ研磨において、実施例１と同じ装置、同じ条件でシリコンウェーハＷの両面研磨を行った。結果を比較例１のものとともに、図７のグラフおよび図８ａ，図８ｂに示す。図７のグラフはシリコンウェーハの平坦度（フラットネス）を表し、図８ａ，図８ｂはＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＲ社製ＳＰ２で測定したシリコンウェーハの裏面側のＬＰＤ（ＬｉｇｈｔＰｏｉｎｔＤｅｆｅｃｔ；最小測定値１３０ｎｍ）の分布を表す。
図７のグラフから明らかなように、比較例１のシリコンウェーハに比べて試験例１のシリコンウェーハの方が、ＳＦＱＲ（ＳｉｔｅＦｒｏｎｔＬｅａｓｔ−ＳｑｕａｒｅｓＳｉｔｅＲａｎｇｅ）が小さかった。また、比較例１では１枚のシリコンウェーハの裏面に１３０ｎｍ以上のＬＰＤが２３００個存在していた（図８ａ）。これに対して、試験例１では１枚のシリコンウェーハの裏面にＬＰＤは１個だけしかないことが判明した（図８ｂ）。

この発明の実施例１に係る両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法を含むウェーハ製造方法のフローシートである。この発明の実施例１に係る両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法で使用されるサンギヤ式両面研磨装置の一部に切欠図を含む斜視図である。この発明の実施例１に係る両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法で使用されるサンギヤ式両面研磨装置の要部縦断面図である。この発明の実施例１に係る両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法で使用される無サンギヤ式両面研磨装置の斜視図である。この発明の実施例１に係る両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法で使用される無サンギヤ式両面研磨装置の要部縦断面図である。この発明の実施例１に係る両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法で使用される無サンギヤ式両面研磨装置に組み込まれたキャリアプレートに運動力を伝達する運動力伝達構造を示す要部拡大断面図である。この発明の実施例１に係る両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法により得られたシリコンウェーハと、従来法により作製されたシリコンウェーハとの平坦度を比較したグラフである。この発明の従来手段に係るシリコンウェーハの研磨方法により得られたシリコンウェーハの裏面上におけるＬＰＤ検出点を示す平面図である。この発明の実施例１に係る両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法により得られた両面鏡面シリコンウェーハの裏面上におけるＬＰＤ検出点を示す平面図である。

１０無サンギヤ式両面研磨装置、
１１,４６キャリアプレート、
１１ａ,４６ａウェーハ保持孔、
１２,４２上定盤、
１３,４３下定盤、
１４,１５,４１研磨布、
４０サンギヤ式両面研磨装置、
Ｗシリコンウェーハ。

Claims

シリコンウェーハの露出面に研磨布を押し付け、研磨剤を供給しながら、前記シリコンウェーハと前記研磨布とを相対的に摺動させ、前記露出面を研磨する両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法であって、
前記シリコンウェーハの露出面の研磨は、研磨条件を変更して１次研磨、２次研磨、仕上げ研磨と連続して行われる３段研磨で、
前記１次研磨が、複数のキャリアプレートにそれぞれ形成された複数のウェーハ保持孔内に複数の前記シリコンウェーハを保持し、研磨砥粒を含まない前記研磨剤を供給しながら、各対向面に研磨布が貼着された上定盤および下定盤を前記複数のシリコンウェーハの表裏両面に押し付け、前記キャリアプレートをサンギヤとインターナルギヤとの間で自転公転させることで、前記複数のシリコンウェーハの表裏両面を同時に研磨するサンギヤ式両面研磨で、
前記２次研磨および仕上げ研磨が、キャリアプレートに形成されたウェーハ保持孔内に前記シリコンウェーハを保持し、研磨砥粒を含まない前記研磨剤を供給しながら、前記研磨布が貼着された上定盤と前記研磨布が貼着された下定盤との間で、前記キャリアプレートの表面と平行な面内でこのキャリアプレートに自転を伴わない円運動を行わせる無サンギヤ式の両面研磨である両面鏡面シリコンウェーハの研磨方法。