特開 2015-41643 ウェーハの両面研磨方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-41643(P2015-41643A)

(43)【公開日】2015年3月2日

(54)【発明の名称】ウェーハの両面研磨方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20150203BHJP

   B24B 37/08 20120101ALI20150203BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20150203BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 621A

   H01L21/304 622D

   H01L21/304 622M

   B24B37/04 F

   B24B37/00 A

   B24B37/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-170658(P2013-170658)

(22)【出願日】2013年8月20日

(71)【出願人】

【識別番号】000190149

【氏名又は名称】信越半導体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102532

【弁理士】

【氏名又は名称】好宮 幹夫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 一弥

(72)【発明者】

【氏名】田中 佑宜

(72)【発明者】

【氏名】小林 修一

【テーマコード（参考）】

3C058

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C058AA07

3C058AA19

3C058AB08

3C058CA05

3C058CB01

3C058CB03

3C058CB10

3C058DA02

3C058DA09

3C058DA12

3C058DA17

5F057AA02

5F057AA21

5F057BA12

5F057BB03

5F057CA19

5F057DA03

5F057EA01

5F057EA07

5F057EA12

5F057EA16

5F057EA17

5F057EA33

5F057FA39

(57)【要約】

【課題】デブリフリー化と、ウェーハの外周ダレによるフラットネス悪化防止を両立させることができるウェーハの両面研磨方法を提供する。
【解決手段】ドレスプレートを用いて上下定盤に貼付された研磨布のドレッシングを行う工程と、ウェーハの両面を同時に研磨する工程とを含み、研磨する工程において、ドレッシング時のドレスプレートの公転方向に対し、キャリアを逆方向に公転させながら研磨を行い、研磨スラリを、コロイダルシリカを懸濁したｐＨ１０〜１２のアルカリベースのスラリとし、コロイダルシリカを、平均二次粒子径が、１７０ｎｍ〜２３０ｎｍであり、標準偏差が４１ｎｍ以下の第一の砥粒と、平均二次粒子径が、６８．７ｎｍ〜１１５．５ｎｍであり、標準偏差が１２ｎｍ以下の第二の砥粒とが混合されたものとし、第一の砥粒を０．５〜１．４質量％、第二の砥粒を１．４〜２．５質量％含むものとするウェーハの両面研磨方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドレスプレートを用いて上下定盤に貼付された研磨布のドレッシングを行う工程と、キャリアの保持孔にウェーハを保持し、該保持されたウェーハを前記研磨布が貼付された上下定盤の間に挟み込み、前記キャリアを自転及び公転させて、前記ウェーハの研磨面に研磨スラリを供給しながら、前記ウェーハの両面を同時に研磨する工程とを含むウェーハの両面研磨方法であって、
前記研磨する工程において、前記ドレッシング時のドレスプレートの公転方向に対し、前記キャリアを逆方向に公転させながら研磨を行い、
前記研磨スラリを、コロイダルシリカを懸濁したｐＨ１０〜１２のアルカリベースのスラリとし、前記コロイダルシリカを、平均二次粒子径が、１７０ｎｍ〜２３０ｎｍであり、標準偏差が４１ｎｍ以下の第一の砥粒と、平均二次粒子径が、６８．７ｎｍ〜１１５．５ｎｍであり、標準偏差が１２ｎｍ以下の第二の砥粒とが混合されたものとし、前記研磨スラリを、前記第一の砥粒を０．５〜１．４質量％、前記第二の砥粒を１．４〜２．５質量％含むものとすることを特徴とするウェーハの両面研磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハの両面研磨方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハの製造では、インゴットをスライスしてウェーハを得た後、このウェーハに対して面取り、ラッピング、エッチング等の各工程が順次なされ、次いで少なくともウェーハの一主面を鏡面化する研磨が施される。研磨工程では、ウェーハの片面を研磨する片面研磨装置及びウェーハの両面を同時に研磨する両面研磨装置が用いられる。

【0003】

両面研磨装置としては、通常、不織布などからなる研磨布（研磨パッド）が貼付された上定盤と下定盤を具備し、図５に示すように中心部にはサンギヤ１０７が、外周部にはインターナルギヤ１０８がそれぞれ配置された遊星歯車構造を有するいわゆる４ウェイ方式のものが用いられている。この両面研磨装置において、キャリア１０２に単数又は複数形成されたウェーハ保持孔１０３の内部にウェーハを挿入・保持する。次にその上方から研磨剤（研磨スラリ）をウェーハに供給し、上下定盤を回転させながら研磨布をウェーハの表裏両面に押し付けるとともに、キャリア１０２をサンギヤ１０７とインターナルギヤ１０８との間で自転公転させることで各ウェーハの両面が同時に研磨される。

【0004】

両面研磨装置で同じ研磨布を用いて研磨を続けていくとウェーハ形状が次第に変化してしまうという問題がある。これは主に研磨布のライフに起因しており、研磨布の圧縮率の変化や目詰まり等が影響し、使用頻度が増えるにつれ、ウェーハの外周部が過剰に研磨されていわゆる外周ダレが生じ易くなる。そこで、これを防ぐため研磨布表面のドレッシングを行う必要がある。

【0005】

両面研磨装置に用いられる研磨布のドレッシングは、一般的に、ウェーハの研磨に使用するものと同じキャリア又はドレッシング専用キャリアの保持孔にドレスプレート（ドレッサー）をセットし、これを上定盤と下定盤との間に挟んで通常の研磨と同じように装置を稼動させることにより行われる。研磨布をドレッシングする場合、研磨能力を安定かつ向上させるために、研磨布表面を毛羽立てるような目立てを行うことが重要である。このような目立てを十分に行うために、ドレスプレートの両面にダイヤモンドペレット等を貼り付けたものが使用される場合がある。従来の両面研磨加工は、ドレッシング方向に対してキャリアの相対公転速度を同じ向きに研磨する正回転研磨を行っていた。

【0006】

上記正回転研磨に対して、研磨時において、その研磨効率を高めることや、研磨剤の目詰まりによる外周ダレを防ぐことによって、高平坦度のウェーハを安定して効率的に得ることができるようにする方法として、ドレッシング時の定盤の回転方法を、ウェーハを研磨するときのウェーハの回転方向に対して逆方向に回転させるドレッシング方法が知られている（特許文献１）。

【0007】

近年、微細化が進むにつれ、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハ外周まで平らなウェーハ形状が求められるようになり、今までのフラットネス評価指標であった、ＳＦＱＲ（Ｓｉｔｅ Ｆｒｏｎｔ ｌｅａｓｔ ｓＱｕａｒｅｓ Ｒａｎｇｅ）、に加え、半導体ウェーハ外周部の平坦度を評価するＥＳＦＱＲ（Ｅｄｇｅ Ｓｉｔｅ Ｆｒｏｎｔ ｌｅａｓｔ ｓＱｕａｒｅｓ Ｒａｎｇｅ）という新たな指標が用いられるようになった。

【0008】

ここで、ＳＦＱＲは、表面基準のサイトフラットネス指標であり、各サイト毎に評価される。ＳＦＱＲは、ウェーハ表面上に任意の寸法（例えば２６ｍｍ×８ｍｍ）のセルを決め、このセル表面について最小２乗法により求めた面を基準面としたときの、この基準面からの正および負の偏差の範囲と定義される。また、ＳＦＱＲｍａｘの値は所与のウェーハ上の各サイト中のＳＦＱＲの最大値を表す。

【0009】

また、ＥＳＦＱＲは、エッジ（外周部）での上記ＳＦＱＲに相当するものであり、外周部の平坦度を示すフラットネス指標である。ＥＳＦＱＲのセルの取り方を図６を参照して説明する。図６（ａ）はウェーハの上面図を示し、その外周部が矩形に近似した形状の領域（以下略矩形領域という。）（セル）に分割されているところが示されている。図６（ｂ）はその略矩形領域の一個を拡大した図であり、図６（ｂ）中に示されるように、略矩形領域は外周端から直径方向に伸びる直線Ｌ_２と、半導体ウェーハ外周部の周方向に相当する弧Ｌ_１により囲まれており、Ｌ_３の領域は含まれない。ここでＥＳＦＱＲとは、この略矩形領域（セル）のＳＦＱＲ値（領域内最小二乗面からの正及び負の偏差の範囲）である。ＥＳＦＱＲの場合は、Ｌ_３に示される外周端側を外周除外領域（Ｅｄｇｅ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ、Ｅ．Ｅｘ．とも表記される。）とする。またＥＳＦＱＲｍａｘの値は所与のウェーハ上の各サイト中のＥＳＦＱＲの最大値を表す。

【0010】

通常、半導体ウェーハには外周のノッチ近傍にウェーハ識別用に識別番号（ＩＤ Ｎｏ．）がハードレーザーマーク（ＬＭとも略される。）で刻印されている。これを両面研磨加工した際、レーザーマーク周辺とそれ以外の面との間に研磨レート差が生じ、周辺が盛り上がる現象が見られる。この現象はレーザーマークデブリ（ＬＭデブリ）と呼ばれる。

【0011】

研磨剤については、種々の公知文献がある。例えば、特許文献２には、研磨材の小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径が異なる２種類以上の研磨材と水とを混合してなる研磨液組成物が記載されている。特許文献３、４には、複数の粒径を有する酸化珪素粒子が、特定の重量比で存在し、緩衝溶液として調製された組成物が記載されている。特許文献５には、第四アンモニウムによって安定化されたコロイダルシリカを含み、シリカ濃度が２〜５０重量％である研磨組成物が記載されている。特許文献６には、シリカ濃度が０．１〜１．２質量％以下であり、一次平均粒子径が１８ｎｍ以上であるシリカを含む研磨剤が記載されている。しかし、いずれの研磨剤を用いても、ＬＭデブリを除去することとウェーハの外周ダレによるフラットネス悪化防止とを両立させることは困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００４−９８２６４号公報

【特許文献2】特開２００１−３２３２５４号公報

【特許文献3】特開２００３−２９７７７７号公報

【特許文献4】特開２００４−３３１７５３号公報

【特許文献5】特開２００７−２１４１７３号公報

【特許文献6】特開２０１３−４８３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、ウェーハのレーザーマーク部（ＬＭ部）におけるレーザーマークデブリの低減（デブリフリー化）と、ウェーハの外周ダレによるフラットネス悪化防止を両立させることができるウェーハの両面研磨方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題を解決するため、本発明では、ドレスプレートを用いて上下定盤に貼付された研磨布のドレッシングを行う工程と、キャリアの保持孔にウェーハを保持し、該保持されたウェーハを前記研磨布が貼付された上下定盤の間に挟み込み、前記キャリアを自転及び公転させて、前記ウェーハの研磨面に研磨スラリを供給しながら、前記ウェーハの両面を同時に研磨する工程とを含むウェーハの両面研磨方法であって、前記研磨する工程において、前記ドレッシング時のドレスプレートの公転方向に対し、前記キャリアを逆方向に公転させながら研磨を行い、前記研磨スラリを、コロイダルシリカを懸濁したｐＨ１０〜１２のアルカリベースのスラリとし、前記コロイダルシリカを、平均二次粒子径が、１７０ｎｍ〜２３０ｎｍであり、標準偏差が４１ｎｍ以下の第一の砥粒と、平均二次粒子径が、６８．７ｎｍ〜１１５．５ｎｍであり、標準偏差が１２ｎｍ以下の第二の砥粒とが混合されたものとし、前記研磨スラリを、前記第一の砥粒を０．５〜１．４質量％、前記第二の砥粒を１．４〜２．５質量％含むものとすることを特徴とするウェーハの両面研磨方法を提供する。

【0015】

このような両面研磨方法であれば、逆回転研磨（ドレッシング時のドレスプレートの公転方向に対し、キャリアを逆方向に公転させながら研磨を行うこと）を用いることによって、研磨布とウェーハの間へのスラリの入り込みが促進され、レーザーマーク周辺部を効果的に研磨除去することが可能となり、さらに、二種類のコロイダルシリカを混合することと組み合わせることによって、第一の砥粒のデブリフリー化を促進する効果と第二の砥粒のウェーハの外周ダレによるフラットネス悪化を防止する効果との相乗効果により、高平坦度のウェーハを安定して得ることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明のウェーハの両面研磨方法であれば、デブリフリー化と外周ダレによるフラットネス悪化を防止することを両立させることができる。そのため、高平坦度のウェーハを安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】（ａ）は、本発明の両面研磨方法における研磨する工程での逆回転研磨の様子を示す模式図であり、（ｂ）は、研磨布とウェーハの位置を示す拡大図である。

【図2】（ａ）は、本発明の両面研磨方法におけるドレッシングを行う工程の様子を示す模式図であり、（ｂ）は、ドレッシングされた研磨布の拡大図である。

【図3】シリコンウェーハの平面図であり、２０個の略矩形領域に分割された外周部にＥＳＦＱＲの測定値が記載されたものである。

【図4】図３のシリコンウェーハのノッチ近傍のＬＭデブリを示す３Ｄマップである。

【図5】４ウェイ方式の両面研磨装置を説明する説明図である。

【図6】ウェーハにおけるＥＳＦＱＲを説明するための上面の平面図である。

【図7】本発明の両面研磨方法で使用できる両面研磨装置の一例を示す概略図である。

【図8】キャリアが一つの場合の両面研磨装置の内部構造図である。

【図9】研磨布のドレッシング方法を説明する説明図である。

【図10】実施例１０と比較例７の両面研磨方法を用いて研磨されたウェーハのノッチ近傍のＥＳＦＱＲの分布を示すヒストグラムである。

【図11】実施例１０と比較例７の両面研磨方法を用いて研磨されたウェーハのＳＦＱＲｍａｘの分布を示すヒストグラムである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明をより詳細に説明する。
上記のように、デブリフリー化と外周ダレによるフラットネス悪化防止とを両立させるウェーハの両面研磨方法が求められている。

【0019】

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。まず、外周ダレによるフラットネス悪化を防止するためには、研磨スラリに懸濁したコロイダルシリカの粒径を小さくすることによって達成できることを見出した。使用する研磨スラリを、ＫＯＨアルカリベース（ｐＨ＝１０〜１２）でコロイダルシリカを懸濁したスラリとし、コロイダルシリカを、平均二次粒子径が２２．７ｎｍであり、標準偏差３．２ｎｍの分布を有する砥粒や、平均二次粒子径が６８．７ｎｍで標準偏差１２ｎｍの分布を有する砥粒をそれぞれ単独で使用したが、この条件では、外周ダレによるフラットネス悪化の防止はできた。しかし、この研磨スラリでは、デブリフリー化には至らなかった。

【0020】

次に、デブリフリー化についての検討を行った。図３はシリコンウェーハの平面図であり、２０個の略矩形領域に分割された外周部にＥＳＦＱＲの測定値（ｎｍ）が記載されたものである。図４は、図３のシリコンウェーハのノッチ近傍のＬＭデブリを示す３Ｄマップである。図３に示すように、従来のウェーハの両面研磨方法を用いたときはレーザーマーク周辺のＥＳＦＱＲが特に悪化し、図４に示すように、その周辺が盛り上がる現象が見られる。本発明者らは、まず、上記のＬＭデブリによりその周辺のサイトフラットネスが悪化し、デブリ起因によりＥＳＦＱＲｍａｘが悪化するという問題は、スラリ砥粒がレーザーマーク部に十分に作用しないことが原因であると特定した。次に、レーザーマーク周辺のデブリフリー化については、研磨スラリに懸濁したコロイダルシリカの粒径を大きくすることによって達成されることを見出した。しかし砥粒径の過度の増加は砥粒の沈降を助長し、デブリ起因によるＥＳＦＱＲｍａｘの悪化はなくとも、ウェーハ最外周ダレによるＥＳＦＱＲｍａｘの悪化を招く。

【0021】

上記知見に基づいて、本発明者らは、デブリフリー化と、外周ダレによるフラットネス悪化防止を両立させるために、研磨スラリの成分として、粒径の異なる二種類のコロイダルシリカを混合したものを用いて、正回転研磨でウェーハの両面研磨を行った。しかし、このような研磨スラリを用いただけでは、フラットネスは、あまり悪化しないものの、ウェーハのデブリフリー化は十分には達成されなかった。

【0022】

そこで、本発明者らは、上述の逆回転研磨（ドレッシング時のドレスプレートの公転方向に対し、キャリアを逆方向に公転させながら研磨を行うこと）に着目した。そして本発明者らは、粒径の異なる二種類のコロイダルシリカを混合したものを含む研磨スラリと上記逆回転研磨とを組み合わせたウェーハの両面研磨方法よって、デブリフリー化と外周ダレによるフラットネス悪化防止とが両立できることを見出し、本発明を完成させた。

【0023】

以下、本発明の両面研磨方法について、詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0024】

まず、本発明の両面研磨方法で用いることができる両面研磨装置について、図面を参照して説明する。
図７に示すように、両面研磨装置１は、上定盤５、下定盤６、ウェーハＷを保持するためのキャリア２を備えている。上定盤５と下定盤６は上下に相対向して設けられており、各定盤５、６には、それぞれ研磨布４が貼付されている。図８に示すように、両面研磨装置１の中心部にはサンギヤ７が、周縁部にはインターナルギヤ８が設けられている。ウェーハＷはキャリア２の保持孔３に保持され、上定盤５と下定盤６の間に挟まれる。なお、図７では、複数のキャリアを備えた両面研磨装置を図示し、図８では、キャリアが一つの場合を図示している。

【0025】

ここで、ウェーハＷの大きさは特に限定されないが、例えば直径３００ｍｍシリコンウェーハを用いることができる。本発明の両面研磨方法は、ノッチ近傍にレーザーマークが刻印されたウェーハに好適に用いることができる。

【0026】

また、サンギヤ７及びインターナルギヤ８の各歯部にはキャリア２の外周歯が噛合している。これにより、上定盤５及び下定盤６が不図示の駆動源によって回転されるのに伴い、キャリア２は自転しつつサンギヤ７の周りを公転する。このとき、キャリア２の保持孔３で保持されたウェーハＷは、上下の研磨布４により両面を同時に研磨される。

【0027】

図８では、キャリア２が１枚のウェーハＷを保持するようになっているが、図５に示すような複数の保持孔を有するキャリアを用いてキャリア内に複数枚のウェーハを保持しても良い。また、図７のように複数のキャリア２を備えた両面研磨装置を用いても良い。

【0028】

以下、本発明の両面研磨方法について説明する。
まず、使用する両面研磨装置１の研磨布４のドレッシングを行う。研磨布４のドレッシングは、例えば図９に示すドレスプレート１０を用いて行うことができる。具体的には、図９に示すように、複数個の保持孔を有するドレッシング専用キャリア９或いはウェーハの研磨に使用するものと同じキャリアにドレスプレート１０をセットし、これを上定盤５と下定盤６との間に挟んで通常の研磨と同じように両面研磨装置１を稼動させることで上下両方の研磨布４が同時にドレッシングされる。但し、キャリアの回転方向は、後述するウェーハの両面研磨時の方向とは逆になるようにされる。

【0029】

ドレスプレート１０として、例えば円板形状で、その表裏両面が上下の研磨布４と接してドレッシングを行うドレス面となるものを用いることができる。その材質として、例えばセラミックスのような硬質のもので、ドレス面に微小な凹凸を形成したものを用いることができる。その他ドレスプレートとして、例えば中央に孔が形成されたドーナツ形状のものや、ドレス面にダイヤモンド砥粒を設けたものなどを用いることができる。

【0030】

研磨布のドレッシング方法としては、研磨布に、ダイヤモンド砥粒等が電着されたドレスプレートを所定圧で純水を流しながら上下研磨パッドに摺接させる方法が好ましい。

【0031】

この時、研磨布表面が目立てされ、そのドレスプレートの回転方向によって，図２のように研磨布に順目方向と逆目方向が生じる。図２（ａ）は、本発明の両面研磨方法におけるドレッシングを行う工程の様子を示す模式図であり、（ｂ）は、ドレッシングされた研磨布の拡大図である。

【0032】

本発明で用いる研磨スラリは以下の通りのものである。本発明で用いる研磨スラリは、コロイダルシリカを懸濁したｐＨ１０〜１２のアルカリベースのスラリである。コロイダルシリカは、平均二次粒子径が、１７０ｎｍ〜２３０ｎｍであり、標準偏差が４１ｎｍ以下の第一の砥粒と、平均二次粒子径が、６８．７ｎｍ〜１１５．５ｎｍであり、標準偏差が１２ｎｍ以下の第二の砥粒とが混合されたものとする。また、このとき、研磨スラリを、第一の砥粒を０．５〜１．４質量％、第二の砥粒を１．４〜２．５質量％含むものとする。第一の砥粒及び第二の砥粒が上記範囲を満たすものとすることにより、砥粒の沈降を抑制しつつも、デブリ起因によるＥＳＦＱＲｍａｘの増加や、ウェーハ最外周ダレによるＥＳＦＱＲｍａｘの増加を防止できる。また、アルカリベースのスラリのｐＨが１０〜１２であることにより、ウェーハの高平坦化をすることができる。

【0033】

特に、研磨スラリを、コロイダルシリカを懸濁したｐＨ１０〜１２のＫＯＨアルカリベースのスラリとすることが好ましい。第二の砥粒は、平均二次粒子径が、１１５．５ｎｍであり、標準偏差１１．１ｎｍの分布を有するものとすることが好ましい。第一の砥粒は、平均二次粒子径２００．８ｎｍで標準偏差４０．４ｎｍの分布を有するものとすることが好ましい。また、研磨スラリを、第一の砥粒と第二の砥粒のそれぞれが１．４質量％含むものとすることが特に好ましい。

【0034】

研磨スラリに用いるアルカリ種は特に限定されないが、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等が挙げられ、ｐＨ調整液に用いるアルカリ種と等しければよい。

【0035】

本発明の各スラリの二次粒子の平均値と分布の標準偏差は、動的光散乱法により測定されたものである。測定器としては、ＢＥＣＫＭＡＮ ＣＯＵＬＴＥＲ社製Ｄｅｌｓａ Ｎａｎｏを用いることができる。

【0036】

研磨スラリに用いられるコロイダルシリカは、通常一次粒子が数個会合した状態の二次粒子として液中に存在している。例えば、動的光散乱法で測定された平均二次粒子径が１７０ｎｍ〜２３０ｎｍの範囲のものは、平均一次粒子径が７６ｎｍ〜１０２ｎｍの範囲のものからなり、平均二次粒子径が６８．７ｎｍ〜１１５．５ｎｍの範囲のものは、平均一次粒子径が３５ｎｍ〜７４ｎｍの範囲のものからなる。

【0037】

ドレッシング後に両面研磨加工を実施する。
図８に示すようにまず、キャリア２の保持孔３にウェーハＷを保持する。
次に、保持されたウェーハＷの上下表面を上下定盤５、６に貼付された研磨布４で挟み込む。そして、上下定盤５、６を回転させながらキャリア２を自転及び公転させて、研磨面に研磨剤（研磨スラリ）を供給しながらウェーハＷの両面を同時に研磨する。

【0038】

このとき、図１に示すようにウェーハをセットしたキャリアの相対公転速度を図２に示したドレッシング時とは反対に回転させることで、逆目と対向するように設定して行う（逆回転研磨）。図１（ａ）は、本発明の両面研磨方法における研磨する工程での逆回転研磨の様子を示す模式図であり、（ｂ）は、研磨布とウェーハの位置を示す拡大図である。加工はバッチ式に行い、上記公転方向にて連続的にバッチ加工を行う。これにより、研磨布とウェーハの間へのスラリの入り込みが促進され、レーザーマーク周辺を効果的に研磨除去することが可能となる。この相対公転速度方向は毎バッチ同じにする。ドレッシングのインターバルは特に限定されないが、例えば５バッチとする。インターバルは３〜５バッチとすることが、ウェーハのフラットネス維持の観点から好ましい。

【0039】

ウェーハＷ研磨時の上下研磨パッド間への研磨スラリの供給は、上定盤側に設けた供給口（不図示）から自由落下により行うことができる。研磨スラリ供給量は特に限定されないが、例えば、４〜１３Ｌ／分の範囲で設定する。スラリ温度は１５〜２５℃の範囲に設定することができる。以上の条件で両面研磨加工を行う。

【0040】

このように本発明の両面研磨方法は、逆回転研磨を用いることと二種類のコロイダルシリカを混合することとを組み合わせて行う。これによって、研磨布とウェーハの間へのスラリの入り込みが促進され、レーザーマーク周辺を効果的に研磨除去することが可能となり、さらに、第一の砥粒のデブリフリー化を促進する効果と第二の砥粒のウェーハの外周ダレによるフラットネス悪化を防止する効果とを両立させることができる。これによりＥＳＦＱＲｍａｘに代表される平坦度が安定的に改善され、高平坦度のウェーハを安定して得ることができる。

【実施例】

【0041】

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
［実施例１〜９、比較例１〜６］
表１に示した条件に従いウェーハの両面研磨を行った。両面研磨機は上定盤、下定盤、サンギア、インターナルギアの各駆動部を有する不二越機械工業社製４ウェイ式両面研磨装置、ＤＳＰ−２０Ｂを用いた。パッドはニッタ・ハース社製ＭＨ−Ｓ１５Ａを用いた。研磨するワークとして直径３００ｍｍシリコンウェーハを用いた。ウェーハを保持するキャリアはＴｉ母材にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）をコーティングしたキャリアを用いた。またウェーハ保持孔の内周部にはアラミド繊維にエポキシ樹脂を含浸させたＦＲＰ（繊維強化プラスチック）をインサート材として用いた。研磨スラリはフジミインコーポレーテッド社製で種々の平均径を有するコロイダルシリカを調製して用いた。尚、各スラリの砥粒分布（二次粒子の平均値と分布の標準偏差）は動的光散乱法（測定器：ＢＥＣＫＭＡＮ ＣＯＵＬＴＥＲ社製Ｄｅｌｓａ Ｎａｎｏ）により求めた。

【0042】

フラットネス測定器はＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社のＷａｆｅｒｓｉｇｈｔを用いた。ＬＭデブリの評価指標はＥＳＦＱＲｍａｘとし、条件は、レーザーマーク部へのマスキング無し、外周除外領域＝２ｍｍとした。レーザーマーク部をマスキングしないことで、デブリ発生によるＥＳＦＱＲｍａｘの悪化が簡便に判断可能となる。この数値が３０ｎｍ未満であればデブリフリー化となることを示している。またフラットネスの評価指標は、ＥＳＦＱＲｍａｘとし、条件は、レーザーマーク部へのマスキング有り、外周除外領域＝１ｍｍとした。この数値が３０ｎｍ以下であれば外周ダレによるフラットネス悪化が防止されたことを示している。

【0043】

各実施例及び比較例の条件と結果を表１に示す。

【0044】

【表1】

【0045】

比較例１、２より正回転に対して逆回転研磨条件がデブリ改善に有効である。しかし、デブリフリー化には至っていない。逆回転研磨条件において比較例２、３、４と、平均砥粒径を増加させることでデブリは改善していき、比較例４にてデブリは問題ないレベルにまで改善する。しかし外周ダレによりＥＳＦＱＲｍａｘが悪化する。

【0046】

平均二次粒子径２００．８ｎｍ（標準偏差４０．４ｎｍ）砥粒と平均二次粒子径１１５．５ｎｍ（標準偏差１１．１ｎｍ）砥粒の混合スラリ条件下において、正回転条件では、デブリ発生し不良となる（比較例５）。しかし逆回転研磨と組み合わせることで（実施例１）デブリフリー化とフラットネスが両立し、目的を達した。

【0047】

さらに実施例２〜５では平均二次粒子径２００．８ｎｍ（標準偏差４０．４ｎｍ）砥粒に混合させるコロイダルシリカの平均一次粒子径は６８．７ｎｍ（標準偏差１２ｎｍ）〜１１５．５ｎｍ（標準偏差１１．１ｎｍ）の範囲であればよいことが判った。また重量濃度としては、平均二次粒子径２００．８ｎｍ（標準偏差４０．４ｎｍ）は０．５〜１．４質量％の範囲であればよく（比較例６より０．２５質量％は不良）、６８．７ｎｍ（標準偏差１２ｎｍ）〜１１５．５ｎｍ（標準偏差１１．１ｎｍ）の濃度は１．４〜２．５質量％の範囲であればよいことが判った。

【0048】

［実施例１０、比較例７］
次に、以下の条件の両面研磨方法を用いてウェーハそれぞれ１００枚を研磨した。

【0049】

実施例１０の条件は、逆回転研磨で、研磨スラリに用いるコロイダルシリカは、平均二次粒子径２００．８ｎｍ（標準偏差４０．４ｎｍ）のものと平均二次粒子径１１５．５ｎｍ（標準偏差１１．１ｎｍ）のものとを混合し、研磨スラリにそれぞれ１．４質量％含むものとした。比較例７の条件は、正回転研磨で、研磨スラリに用いるコロイダルシリカは、平均二次粒子径６８．７ｎｍ（標準偏差１２ｎｍ）のもの単独とし、研磨スラリに２．５質量％含むものとした。なお、測定は外周除外領域＝２ｍｍとし、かつＥＳＦＱＲの測定についてはレーザーマーク部へのマスキング無しとした。

【0050】

図１０は実施例１０と比較例７の両面研磨方法を用いて研磨されたウェーハのノッチ近傍（レーザーマーク周辺部）のＥＳＦＱＲの分布を示すヒストグラムである。図１０に示すように、比較例７の値にくらべて実施例１０のＥＳＦＱＲの値の方が、平均的に小さい値となっている。この結果は、ウェーハのノッチ近傍のＥＳＦＱＲがデブリフリー化により改善したことを示している。

【0051】

図１１は実施例１０と比較例７の両面研磨方法を用いて研磨されたウェーハのＳＦＱＲｍａｘの分布を示すヒストグラムであり、下記表２は実施例と比較例の両面研磨方法を用いて研磨されたウェーハのＳＦＱＲｍａｘの比較を示すものである。図１１、表２に示すように、二種類のコロイダルシリカを混合し、逆回転研磨を用いた実施例１０の両面研磨方法では、ウェーハ全体の平坦度を示すＳＦＱＲｍａｘは悪化しておらず、逆に約６％改善した。

【0052】

【表2】

【0053】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【符号の説明】

【0054】

１…両面研磨装置、 ２…キャリア、 ３…保持孔、 ４…研磨布、
５…上定盤、 ６…下定盤、 ７…サンギア、 ８…インターナルギヤ、
９…ドレッシング専用キャリア、 １０…ドレッシングプレート。

【図1】

【図2】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図3】

【図4】