特許 7433170 ウェハ研磨方法及びウェハ研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-08

(45)【発行日】2024-02-19

(54)【発明の名称】ウェハ研磨方法及びウェハ研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/08 20120101AFI20240209BHJP

   B24B 37/28 20120101ALI20240209BHJP

   B24D 11/00 20060101ALI20240209BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240209BHJP

【ＦＩ】

B24B37/08

B24B37/28

B24D11/00 E

H01L21/304 621A

H01L21/304 622F

H01L21/304 622W

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020149528

(22)【出願日】2020-09-07

(65)【公開番号】P2022044084

(43)【公開日】2022-03-17

【審査請求日】2022-05-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000004293

【氏名又は名称】株式会社ノリタケカンパニーリミテド

(74)【代理人】

【識別番号】110001117

【氏名又は名称】弁理士法人ぱてな

(72)【発明者】

【氏名】高橋 洋祐

【審査官】山内 康明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１１６５２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－０７１８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０６８３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０２５４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２７７９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１１９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００５７０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ３７／０８

Ｂ２４Ｂ ３７／２８

Ｂ２４Ｄ １１／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１軸心と直交する方向に延びる第１研磨パッドを有し、前記第１軸心周りに回転される第１定盤と、
前記第１軸心と直交する方向に延び、前記第１研磨パッドと対面する第２研磨パッドを有し、前記第１軸心周りに回転される第２定盤と、
前記第１軸心と平行な第２軸心と直交する方向に延びて前記第１研磨パッドと対面するとともに前記第２研磨パッドと対面する固定部を有し、前記第２軸心周りに回転されるキャリヤとを備えたウェハ研磨装置を用い、
前記固定部には、第１面が前記第１研磨パッドと対面し、前記第１面の裏側である第２面が前記第２研磨パッドと対面するようにウェハを固定し、
所定の面圧下において、前記第１面と前記第１研磨パッドとを相対移動させて前記第１面を研磨するとともに、前記第２面と前記第２研磨パッドとを相対移動させて前記第２面を研磨するウェハ研磨方法であって、
前記ウェハは、前記第１面がＳｉ面であり、前記第２面がＣ面であるＳｉＣからなり、
前記ウェハは、前記第１面の被研磨性よりも前記第２面の被研磨性が大きく、
前記第１研磨パッド及び前記第２研磨パッドは、樹脂からなり、複数の気孔が形成された母材と、前記母材に保持され、前記気孔内に収容された研磨粒子とを有し、
前記第１研磨パッドにおける母材の気孔率は、前記第２研磨パッドにおける母材の気孔率より低く、
前記第１研磨パッドにおける前記研磨粒子の含有率は、前記第２研磨パッドにおける前記研磨粒子の含有率と等しいか、より高く、
前記第２研磨パッドによる前記第２面の研磨能率は、前記第１研磨パッドによる前記第１面の研磨能率の１．２～２．０倍であることを特徴とするウェハ研磨方法。

【請求項2】

前記第２研磨パッドによる前記第２面の研磨能率は、前記第１研磨パッドによる前記第１面の研磨能率の１．２～１．４倍である請求項１記載のウェハ研磨方法。

【請求項3】

前記ウェハと前記第１研磨パッドとの間及び前記ウェハと前記第２研磨パッドとの間に研磨液を介在させ、
前記研磨液は研磨粒子を含まない請求項１又は２記載のウェハ研磨方法。

【請求項4】

第１軸心と直交する方向に延びる第１研磨パッドを有し、前記第１軸心周りに回転される第１定盤と、
前記第１軸心と直交する方向に延び、前記第１研磨パッドと対面する第２研磨パッドを有し、前記第１軸心周りに回転される第２定盤と、
前記第１軸心と平行な第２軸心と直交する方向に延びて前記第１研磨パッドと対面するとともに前記第２研磨パッドと対面する固定部を有し、前記第２軸心周りに回転されるキャリヤとを備え、
前記固定部には、第１面が前記第１研磨パッドと対面し、前記第１面の裏側である第２面が前記第２研磨パッドと対面するようにウェハが固定され、
前記ウェハは、前記第１面がＳｉ面であり、前記第２面がＣ面であるＳｉＣからなり、
前記ウェハは、前記第１面の被研磨性よりも前記第２面の被研磨性が大きく、
前記第１研磨パッド及び前記第２研磨パッドは、樹脂からなり、複数の気孔が形成された母材と、前記母材に保持され、前記気孔内に収容された研磨粒子とを有し、
前記第１研磨パッドにおける母材の気孔率は、前記第２研磨パッドにおける母材の気孔率より低く、
前記第１研磨パッドにおける前記研磨粒子の含有率は、前記第２研磨パッドにおける前記研磨粒子の含有率と等しいか、より高く、
前記第２研磨パッドによる前記第２面の研磨能率は、前記第１研磨パッドによる前記第１面の研磨能率の１．２～２．０倍であることを特徴とするウェハ研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はウェハ研磨方法及びウェハ研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｓｉ、ＳｉＣ等のウェハの両面を同時に研磨する方法が特許文献１、２に開示されている。これらのウェハ研磨方法では、所定の面圧下において、ウェハの第１面と第１研磨パッドとを相対移動させて第１面を研磨するとともに、ウェハの第１面の裏側である第２面と第２研磨パッドとを相対移動させて第２面を研磨する。この際、ウェハの第１面と第１研磨パッドとの間及びウェハの第２面と第２研磨パッドとの間には、研磨粒子を含む研磨液を介在させている。

【0003】

具体的には、特許文献１に開示されたウェハ研磨方法では、ウェハの第１面に対する第１研磨パッドの摩擦抵抗と、ウェハの第２面に対する第２研磨パッドの摩擦抵抗とを異ならせている。より具体的には、第１研磨パッドとして、硬質の発泡ウレタンフォームを採用し、第２研磨パッドとして、不織布にウレタン樹脂を含浸・硬化させた軟質の不織布パッドを採用している。第１研磨パッドの摩擦抵抗は第２研磨パッドの摩擦抵抗より小さい。また、研磨液としては、アルカリ性エッチング液中に研磨粒子としてのコロイダルシリカを分散させたものを採用している。このウェハ研磨方法によれば、ウェハの両面を同時に研磨することができるので、ウェハの製造効率が向上する。また、このウェハ研磨方法によれば、ウェハの旋回方向や速度の安定化が可能となり、ウェハの高平坦度化が図れるとのことである。

【0004】

また、特許文献２に開示されたウェハ研磨方法は、Ｓｉ面側にエピタキシャル層が積層されたＳｉＣウェハを研磨するものである。ＳｉＣウェハは、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法では、Ｓｉ面の被研磨性がＣ面の被研磨性に比べて低いことが知られている。このウェハ研磨方法では、ＣＭＰ法において、研磨粒子としてのアルミナを含む研磨液を採用しつつ、所定の面圧及び相対移動速度の下、ＳｉＣウェハのＳｉ面に対する研磨能率を０．５～３．０（μｍ／ｈｒ）とし、ＳｉＣウェハのＣ面に対する研磨能率を３～１５（μｍ／ｈｒ）としている。より具体的には、事前調査として、研磨パッド及び研磨液を異ならせることにより、ウェハのＳｉ面とＣ面とを別々にＣＭＰ法によって研磨し、この際の各面の研磨能率の関係を得る。そして、その関係に基づいて、Ｓｉ面とＣ面とを同時に研磨する際の研磨能率を設定する。このウェハ研磨方法によっても、ウェハの両面を同時に研磨することができるので、ウェハの製造効率が向上する。また、このウェハ研磨方法によれば、Ｓｉ面のエピタキシャル層を削りすぎることなく、エピタキシャル層の表面の荒れを除去でき、Ｃ面の荒れも効果的に除去することが可能であるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第３７９１３０２号公報

【文献】特許第６１０６５３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上記特許文献１、２のウェハ研磨方法では、研磨の際に研磨粒子を含む研磨液を採用している。このため、これらのウェハ研磨方法では、研磨中に研磨粒子が予想外の挙動をし、ウェハの表面にスクラッチが生じるおそれがある。

【0007】

また、上記特許文献２のウェハ研磨方法では、第１面と第２面との被研磨性が異なるＳｉＣ等のウェハを研磨する場合、研磨パッド及び研磨液を異ならせてウェハの第１面と第２面とを別々に研磨する事前調査を行い、その結果で得られた関係に基づいて第１面と第２面とを同時に研磨する際の研磨能率を設定しなければならない。このため、このウェハ研磨方法では、第１研磨パッド及び第２研磨パッドの選択の他、研磨液、より詳しくは研磨液中の研磨粒子も選択して事前試験を繰り返す必要がある。このため、このウェハ研磨方法では、それらの選択に過誤を生じたり、それらの誤差が大きくなったりし、作業性と精度とが劣る。

【0008】

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、第１面と第２面との被研磨性が異なるウェハを研磨する際、ウェハの表面へのスクラッチの発生を抑制可能であるとともに、高い作業性と精度とを実現可能なウェハ研磨方法及びウェハ研磨装置を提供することを解決すべき課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のウェハ研磨方法は、第１軸心と直交する方向に延びる第１研磨パッドを有し、前記第１軸心周りに回転される第１定盤と、
前記第１軸心と直交する方向に延び、前記第１研磨パッドと対面する第２研磨パッドを有し、前記第１軸心周りに回転される第２定盤と、
前記第１軸心と平行な第２軸心と直交する方向に延びて前記第１研磨パッドと対面するとともに前記第２研磨パッドと対面する固定部を有し、前記第２軸心周りに回転されるキャリヤとを備えたウェハ研磨装置を用い、
前記固定部には、第１面が前記第１研磨パッドと対面し、前記第１面の裏側である第２面が前記第２研磨パッドと対面するようにウェハを固定し、
所定の面圧下において、前記第１面と前記第１研磨パッドとを相対移動させて前記第１面を研磨するとともに、前記第２面と前記第２研磨パッドとを相対移動させて前記第２面を研磨するウェハ研磨方法であって、
前記ウェハは、前記第１面がＳｉ面であり、前記第２面がＣ面であるＳｉＣからなり、
前記ウェハは、前記第１面の被研磨性よりも前記第２面の被研磨性が大きく、
前記第１研磨パッド及び前記第２研磨パッドは、樹脂からなり、複数の気孔が形成された母材と、前記母材に保持され、前記気孔内に収容された研磨粒子とを有し、
前記第１研磨パッドにおける母材の気孔率は、前記第２研磨パッドにおける母材の気孔率より低く、
前記第１研磨パッドにおける前記研磨粒子の含有率は、前記第２研磨パッドにおける前記研磨粒子の含有率と等しいか、より高く、
前記第２研磨パッドによる前記第２面の研磨能率は、前記第１研磨パッドによる前記第１面の研磨能率の１．２～２．０倍であることを特徴とする。

【0010】

また、本発明のウェハ研磨装置は、第１軸心と直交する方向に延びる第１研磨パッドを有し、前記第１軸心周りに回転される第１定盤と、
前記第１軸心と直交する方向に延び、前記第１研磨パッドと対面する第２研磨パッドを有し、前記第１軸心周りに回転される第２定盤と、
前記第１軸心と平行な第２軸心と直交する方向に延びて前記第１研磨パッドと対面するとともに前記第２研磨パッドと対面する固定部を有し、前記第２軸心周りに回転されるキャリヤとを備え、
前記固定部には、第１面が前記第１研磨パッドと対面し、前記第１面の裏側である第２面が前記第２研磨パッドと対面するようにウェハが固定され、
前記ウェハは、前記第１面がＳｉ面であり、前記第２面がＣ面であるＳｉＣからなり、
前記ウェハは、前記第１面の被研磨性よりも前記第２面の被研磨性が大きく、
前記第１研磨パッド及び前記第２研磨パッドは、樹脂からなり、複数の気孔が形成された母材と、前記母材に保持され、前記気孔内に収容された研磨粒子とを有し、
前記第１研磨パッドにおける母材の気孔率は、前記第２研磨パッドにおける母材の気孔率より低く、
前記第１研磨パッドにおける前記研磨粒子の含有率は、前記第２研磨パッドにおける前記研磨粒子の含有率と等しいか、より高く、
前記第２研磨パッドによる前記第２面の研磨能率は、前記第１研磨パッドによる前記第１面の研磨能率の１．２～２．０倍であることを特徴とする。

【0011】

本発明のウェハ研磨方法及びウェハ研磨装置では、母材に保持された研磨粒子を有する第１研磨パッド及び第２研磨パッドを採用している。これら第１研磨パッド及び第２研磨パッドでは、研磨粒子が母材に弾性的に保持されており、母材から脱落し難い。このため、第１研磨パッド及び第２研磨パッドによってウェハの第１面や第２面を研磨すれば、研磨粒子が予想外の挙動をし難いため、研磨粒子が研磨液とともに自由に移動する研磨液を用いる場合と比較し、ウェハの表面にスクラッチが生じ難い。

【0012】

また、第１研磨パッド及び第２研磨パッドは母材と研磨粒子とが予め一体化されたものである。このため、第１面と第２面との被研磨性が異なるウェハを研磨する場合、第１研磨パッド及び第２研磨パッドを選択すれば、他の選択を行う必要がない。このため、このウェハ研磨方法及びウェハ研磨装置では、それらの選択に過誤を生じ難く、それらの誤差が大きくなることはない。

【発明の効果】

【0013】

本発明のウェハ研磨方法及びウェハ研磨装置では、第１面と第２面との被研磨性が異なるウェハを研磨する際、ウェハの表面へのスクラッチの発生を抑制可能であるとともに、高い作業性と精度とを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、実施例のウェハ研磨装置の要部側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明のウェハ研磨方法及びウェハ研磨装置で研磨するウェハは、第１面の被研磨性よりも第２面の被研磨性が大きい。このようなウェハとしては、ＳｉＣ、Ｓｉ面側にエピタキシャル層が積層されたＳｉＣ、ＧａＮ等が該当する。ここで、被研磨性とは、所定の面圧及び相対移動速度の下、所定の研磨能率の研磨体による時間当たりの研磨深さを意味する。すなわち、被研磨性は、ウェハの第１面又は第２面における研磨され易さを意味する。

【0016】

第１研磨パッド及び第２研磨パッドは、ＬＨＡ（Loosely Held Abrasive）パッドとも称される砥粒内包型研磨パッドである。すなわち、第１研磨パッド及び第２研磨パッドは、樹脂からなり、複数の気孔が形成された母材と、母材に保持され、気孔内に収容された研磨粒子とを有している。

【0017】

母材を構成する樹脂としては、ポリエーテル、硬質発泡ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂の他、ポリフッ化ビニル、フッ化ビニル・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素系合成樹脂や、ポリエチレン樹脂、ポリメタクリル酸メチル等を採用することが可能である。母材の気孔率、気孔径等は種々設定され得る。

【0018】

母材に保持され、気孔内に収容される研磨粒子としては、シリカ、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、チタニア、セリア、マンガン酸化物、炭酸バリウム、酸化クロム、酸化鉄等を採用することが可能である。研磨粒子の径、母材に対する研磨粒子の含有率等は種々設定され得る。研磨粒子の平均粒子径等の径としては、０．００５μｍ～１０μｍの範囲を例示できる。研磨粒子の径は光子相関法やレーザー回折散乱法により測定できる。平均粒子径とは、光子相関法やレーザー回折散乱法により求めた粒度分布におけるＤ５０の値を意味する。

【0019】

母材の種類、気孔率、気孔径、研磨粒子の径、母材に対する研磨粒子の含有率等の選択及び組み合わせにより、第１研磨パッドや第２研磨パッドの研磨能率を設定可能である。ここで、研磨能率（μｍ／ｈｒ）とは、所定の面圧及び相対移動速度の下、所定の被研磨物を時間当たりにどの程度の研磨深さで研磨できるかの能率を意味する。すなわち、研磨能率は、第１研磨パッドや第２研磨パッドにおける研磨し易さを意味する。

【0020】

ウェハがＳｉＣであって、第１面がＳｉ面であり、第２面がＣ面である場合には、第２研磨パッドによる第２面の研磨能率は、第１研磨パッドによる第１面の研磨能率の１．２～２．０倍であることが好ましい。第２研磨パッドによる第２面の研磨能率は、第１研磨パッドによる第１面の研磨能率の１．２～１．４倍であることがより好ましい。Ｓｉ面は被研磨性が低く、研磨され難い一方、Ｃ面は被研磨性が高く、研磨され易いため、この程度第１研磨パッドによる第１面の研磨能率が第２研磨パッドによる第２面の研磨能率が低ければ、スクラッチ及びダメージを生じ難い。

【0021】

ウェハと第１研磨パッドとの間及びウェハと第２研磨パッドとの間に研磨液を介在させることが可能であるが、本発明のウェハ研磨方法及びウェハ研磨装置では、研磨液は研磨粒子を含まないことが好ましい。研磨粒子を含まない研磨液であれば、研磨液の管理、回収、循環を簡便化でき、研磨コストを低廉化できる。研磨液としては、アルカリ水溶液のものや、過マンガン酸カリウム水溶液、過酸化水素水溶液等の酸化能を有するものを採用することができる。

【0022】

第１研磨パッド及び第２研磨パッドにおいて、母材の気孔率が高ければ、気孔内に収納される研磨粒子の含有率が高くなり、研磨能率が高くなる。他方、母材の気孔率が低ければ、気孔内に収納される研磨粒子の含有率が低くなり、研磨能率が低くなる。第１研磨パッドの母材の気孔率としては、４０～７０体積％や４５～６０体積％を例示できる。同様に、第２研磨パッドの母材の気孔率としても、４０～７０体積％や４５～６０体積％を例示できる。例えば、ウェハがＳｉＣであって、第１面がＳｉ面であり、第２面がＣ面である場合には、第１研磨パッドの母材の気孔率として、４０～６０体積％、好ましくは４５～５０体積％を例示でき、第２研磨パッドの母材の気孔率として、５０～７０体積％、好ましくは５５～６０体積％を例示できる。

【0023】

第１研磨パッドと第２研磨パッドとは、母材の気孔率を異なるものとすることで、研磨能率に差を設けることができる。例えば、ウェハがＳｉＣであって、第１面がＳｉ面であり、第２面がＣ面である場合には、第１研磨パッドと第２研磨パッドにおける母材の気孔率の差としては、－８～－１３ポイントを例示できる。

【0024】

第１研磨パッド及び第２研磨パッドにおいて、研磨粒子の含有率が高ければ、研磨能率が高くなり、研磨粒子の含有率が低ければ、研磨能率が低くなる。第１研磨パッドにおける研磨粒子の含有率としては、５～３０体積％や１０～２５体積％を例示できる。同様に、第２研磨パッドにおける研磨粒子の含有率としても、５～３０体積％や１０～２５体積％を例示できる。例えば、ウェハがＳｉＣであって、第１面がＳｉ面であり、第２面がＣ面である場合には、第１研磨パッドにおける研磨粒子の含有率として、１５～２５体積％、好ましくは１８～２２体積％を例示でき、第２研磨パッドにおける研磨粒子の含有率として、８～２５体積％、好ましくは１０～１８体積％を例示できる。

【0025】

第１研磨パッドと第２研磨パッドとは、研磨粒子の含有率を異なるものとすることで、研磨能率に差を設けることができる。例えば、ウェハがＳｉＣであって、第１面がＳｉ面であり、第２面がＣ面である場合には、第１研磨パッドと第２研磨パッドにおける研磨粒子の含有率の差としては、０～１２ポイントを例示できる。

【0026】

第１研磨パッドと第２研磨パッドとは、研磨粒子の種類や樹脂の種類を異なるものとすることで、研磨能率に差を設けてもよい。より硬質の研磨粒子を用いれば、研磨能率が高くなり、より軟質の研磨粒子を用いれば、研磨能率が低くなる。また、樹脂の選択により、研磨粒子を保持する弾性力を変更し、研磨能率を変更することができる。

【実施例】

【0027】

以下、本発明を具体化した実施例１～５と、参考例１、２と、比較例１とを説明する。実施例１～５、参考例１、２及び比較例１で用いたウェハ研磨装置１０は、図１に示すように、第１定盤１と、第２定盤３と、キャリヤ５とを備えている。ウェハ研磨装置１０は、ウェハＷの両面Ｗ１、Ｗ２を同時に研磨する装置である。

【0028】

第１定盤１の下面には第１研磨パッド７が設けられ、第２定盤３の上面には第２研磨パッド９が設けられている。第１定盤１には第１回転軸１ａが設けられ、第２定盤３には第２回転軸３ａが設けられている。第１回転軸１ａ及び第２回転軸３ａは第１軸心Ｏ１方向に延び、第１駆動装置１１によって第１軸心Ｏ１周りを所定速度で回転されるようになっている。また、第１定盤１と第２定盤３とは接近と離隔とが可能になっている。第１研磨パッド７及び第２研磨パッド９は、第１軸心Ｏ１と直交する方向に水平に延びており、互いに対面している。

【0029】

キャリヤ５は第１研磨パッド７と第２研磨パッド９との間に設けられている。キャリヤ５には図示しない駆動力伝達機構が設けられており、第２駆動装置１３によって第２軸心Ｏ２周りを所定速度で回転されるようになっている。第２軸心Ｏ２は第１軸心Ｏ１と平行である。

【0030】

キャリヤ５の固定部５ａは、第２軸心Ｏ２と直交する方向に水平に延びており、第１研磨パッド７と対面するとともに第２研磨パッド９と対面している。固定部５ａにはウェハＷが固定される。キャリヤ５は複数の固定部５ａを有しており、複数枚のウェハＷを装着可能である。また、ウェハ研磨装置１０には、複数のキャリヤ５を設けることが可能である。

【0031】

各ウェハＷはＳｉＣからなる。ＳｉＣのＳｉ面が第１面Ｗ１であり、ＳｉＣのＣ面が第２面Ｗ２である。ウェハＷの第１面Ｗ１は第１研磨パッド７と対面し、第２面Ｗ２は第２研磨パッド９と対面する。

【0032】

第１定盤１及び第２定盤３の側方にはノズル１５が配置されており、ノズル１５は研磨液を貯留する図示しないタンクと接続されている。ノズル１５によって第１研磨パッド７と第２研磨パッド９との間にタンクに貯留された研磨液を供給可能である。

【0033】

ウェハＷを固定部５ａに固定してウェハ研磨装置１０を作動させると、第１定盤１と第２定盤３とが接近して、キャリヤ５の固定部５ａに固定された各ウェハＷと第１、２研磨パッド７、９とが所定の面圧になるように加圧されるとともに、第１駆動装置１１及び第２駆動装置１３が駆動して、第１定盤１及び第２定盤３並びにキャリヤ５が回転する。これにより、ウェハＷの第１面Ｗ１と第１研磨パッド７とが所定速度で相対移動して第１面Ｗ１を研磨し、ウェハＷの第２面Ｗ２と第２研磨パッド９とが所定速度で相対移動して第２面Ｗ２を研磨する。そして、所定時間経過後に、第１面Ｗ１の研磨と第２面Ｗ２の研磨とを同時期に完了することが可能である。

【0034】

実施例１～５及び参考例１、２では、第１研磨パッド７と第２研磨パッド９としてＬＨＡパッドを採用した。このＬＨＡパッドは、ポリエーテル製の母材と、母材の気孔内に保持された研磨粒子とからなる。研磨粒子としては、粒径が約２００ｎｍのシリカを採用している。第１研磨パッド７及び第２研磨パッド９における研磨粒子の含有率（体積％）及び母材の気孔率（体積％）は、表１のとおりである。また、実施例１～５及び参考例１、２では、研磨液として過マンガン酸カリウム水溶液を採用した。第１研磨パッド７によりウェハＷのＳｉ面のみを同一面圧及び同一速度で予め研磨した場合の研磨能率（μｍ／ｈｒ）と、第２研磨パッド９によりウェハＷのＣ面のみを同一面圧及び同一速度で予め研磨した場合の研磨能率（μｍ／ｈｒ）とも、表１のとおりである。

【0035】

一方、比較例１では、第１研磨パッド７及び第２研磨パッド９に代え、市販の不織布パッドを採用した。比較例１では、研磨液として、過マンガン酸カリウム水溶液に粒径約２００ｎｍのシリカからなる研磨粒子を配合したスラリーを採用した。不織布パッドによりウェハＷのＳｉ面のみを同一面圧及び同一速度で予め研磨した場合の研磨能率（μｍ／ｈｒ）と、不織布パッドによりウェハＷのＣ面のみを同一面圧及び同一速度で予め研磨した場合の研磨能率（μｍ／ｈｒ）とも、表１のとおりである。

【0036】

第２研磨パッド９によるＣ面の研磨能率と第１研磨パッド７によるＳｉ面の研磨能率との比の値（倍）、第１研磨パッド７の母材の気孔率と第２研磨パッド９の母材の気孔率との差（ポイント）、及び第１研磨パッド７の研磨粒子の含有率と第２研磨パッド９の研磨粒子の含有率との差（ポイント）も表１に示す。

【0037】

以下の条件でウェハ研磨装置１０を作動させ、ＳｉＣのＳｉ面及びＣ面を同時に研磨した。

【0038】

第１定盤１及び第２定盤３の回転数：６０（ｒｐｍ）
第１、２研磨パッド７、９及び不織布パッドの大きさ：直径３００（ｍｍ）
キャリヤ５の回転数：６０（ｒｐｍ）
加工面圧：２０．５（ｋＰａ）
研磨液の供給速度：１０ｍｌ／分
研磨時間：１０分×３回

【0039】

以上の結果を表１に示す。なお、表１に示す両面研磨の結果において、◎はウェハ研磨装置１０にウェハＷを１０枚以上配置した場合であっても研磨が良好に進行したことを意味し、〇はウェハ研磨装置１０にウェハＷを５～１０枚配置した場合であっても研磨が良好に進行したことを意味する。

【0040】

【表1】

【0041】

表１に示されるように、不織布を採用し、研磨液として研磨粒子を有するスラリーを採用した比較例１では、ウェハＷに大きなダメージが生じた。他方、第１、２研磨パッド７、９としてＬＨＡパッドを採用し、研磨液として研磨粒子を有さない水溶液を採用した実施例１～５及び参考例１、２では、ウェハＷへのダメージが軽減されている。このため、実施例１～５及び参考例１、２では、第１研磨パッド７及び第２研磨パッド９において、研磨粒子が母材に弾性的に保持されており、母材から脱落し難いため、研磨粒子が予想外の挙動をし難く、ウェハＷの表面にスクラッチが生じ難いことがわかる。

【0042】

また、実施例１～５及び参考例１、２では、第１研磨パッド７及び第２研磨パッド９は母材と研磨粒子とが予め一体化されたものである。このため、第１面Ｗ１と第２面Ｗ２との被研磨性が異なるウェハＷを研磨する場合であっても、第１研磨パッド７及び第２研磨パッド９を選択すれば、他の選択を行う必要がない。このため、実施例１～５及び参考例１、２では、それらの選択に過誤を生じ難く、それらの誤差が大きくなることはない。

【0043】

さらに、第２研磨パッド９によるＣ面の研磨能率が第１研磨パッド７によるＳｉ面の研磨能率の１．２～２．０倍であれば、スクラッチ及びダメージを生じ難いことがわかる。特に、第２研磨パッド９によるＣ面の研磨能率が第１研磨パッド７によるＳｉ面の研磨能率の１．２～１．４倍であれば、スクラッチ及びダメージを生じない。

【0044】

また、実施例１～５によれば、第１研磨パッド７と第２研磨パッド９とは、母材の気孔率が異なっているため、スクラッチ及びダメージを生じないことがわかる。特に、実施例１、２、４、５では、第１研磨パッド７と第２研磨パッド９とは、研磨粒子の含有率が異なっているため、スクラッチ及びダメージを生じ難い。

【0045】

したがって、本発明のウェハ研磨方法及びウェハ研磨装置では、第１面Ｗ１と第２面Ｗ２との被研磨性が異なるウェハＷを研磨する際、ウェハＷの表面へのスクラッチの発生を抑制可能であるとともに、高い作業性と精度とを実現することができることがわかる。

【0046】

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明は、集積回路などの電子デバイスに利用される半導体ウェハの製造方法及び製造装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0048】

Ｗ…ウェハ
Ｗ１…第１面
Ｗ２…第２面
７…第１研磨パッド
９…第２研磨パッド
Ｏ１…第１軸心
１…第１定盤
３…第２定盤
Ｏ２…第２軸心
５…キャリヤ
５ａ…固定部
１０…ウェハ研磨装置

【図1】