(57)【要約】【課題】必要とされている平坦度を確保しつつ表面及び裏面が共に鏡面である場合に生ずる支障を解消す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。【解決手段】本発明の半導体ウェーハの製造方法は、ウェーハの研磨に先立ってエッチングを終えたウェーハの表面のみの研削を行う表面研削加工（工程Ｓ１５）と、無砥粒研磨剤を用いてウェーハの表面及び裏面を同時に研磨し、ウェーハの表面を鏡面にするとともに裏面を曇化状態にする一次研磨加工（工程Ｓ１７）とを含む。【選択図】図１
2010010621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面との双方に研磨が施された半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法であって、
前記半導体ウェーハの研磨に先立って、前記半導体ウェーハの表面を研削する研削工程と、
無砥粒研磨剤を用いて前記半導体ウェーハの表面及び裏面を同時に研磨し、前記半導体ウェーハの表面を鏡面にするとともに裏面を曇化状態にする研磨工程と
を含むことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記研磨工程は、前記半導体ウェーハの裏面側の光沢度を表面側の光沢度の５０〜９９％の範囲における所定の光沢度にすることで、前記半導体ウェーハの裏面を曇化状態にする工程であることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記無砥粒研磨剤は、砥粒を含有しないアルカリ性を示す有機又は無機の研磨剤であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
表面と裏面との双方に研磨が施された半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法であって、
前記半導体ウェーハの研磨に先立って前記半導体ウェーハの表面を研削する研削工程と、
砥粒を含有する第１研磨剤を用いて前記半導体ウェーハの表面と裏面との双方を研磨した後に引き続いて、砥粒を含有しない第２研磨剤を用いて前記半導体ウェーハの表面と裏面との双方を研磨し、前記半導体ウェーハの表面を鏡面にするとともに裏面を曇化状態にする研磨工程を含むことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記研磨工程は、前記半導体ウェーハの裏面側の光沢度を表面側の光沢度の５０〜９９％の範囲における所定の光沢度にすることで、前記半導体ウェーハの裏面を曇化状態にする工程であることを特徴とする請求項４記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記研磨工程は、前記半導体ウェーハの表面を下側に配置し、裏面を上側に配置して研磨する工程であることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項７】
前記研磨工程は、前記第１研磨剤を前記半導体ウェーハの下側に供給して前記半導体ウェーハの研磨を行う工程であることを特徴とする請求項６記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項８】
前記第２研磨剤は、アルカリ性を示す有機又は無機の研磨剤であることを特徴とする請求項４から請求項７の何れか一項に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項９】
表面と裏面との双方に研磨が施された半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造装置において、
研磨が行われる半導体ウェーハを下側から支持し、砥粒を含有する第１研磨剤を前記半導体ウェーハの裏面側に供給可能な第１回転定盤と、
前記第１回転定盤上における半導体ウェーハを上側から支持し、砥粒を含有しない第２研磨剤を前記半導体ウェーハの表面側に供給可能な第２回転定盤と
を備えることを特徴とする半導体ウェーハの製造装置。
【請求項１０】
前記第１，第２回転定盤の回転中心部に設けられた太陽歯車と、
前記第１，第２回転定盤間の外周部に設けられた環状の内歯歯車とを備えており、
前記半導体ウェーハの収容孔となるホールが複数設けられており、前記太陽歯車及び前記内歯歯車にそれぞれ噛み合う遊星歯車となるキャリアが前記第１回転定盤と前記第２回転定盤との間に配置されることを特徴とする請求項９記載の半導体ウェーハの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハは、主として平坦度を高めるために、その表面及び裏面の両面が研磨されて鏡面にされるものが多くなっている。半導体ウェーハの両面を研磨する方法としては、半導体ウェーハを片面ずつ研磨する方法と、両面研磨装置を用いて表面及び裏面を同時に研磨する方法とがある。前者の詳細については例えば以下の特許文献１を、後者の詳細については例えば以下の特許文献２をそれぞれ参照されたい。
【特許文献１】特開２００２−２２２７８１号公報
【特許文献２】特開２００４−３５６３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、半導体工場における作業員等が半導体ウェーハを取り扱うときに、目視にて半導体ウェーハの表裏面の判別が必要になることがある。しかしながら、表面及び裏面が共に鏡面にされているとその判別が困難になり又は不可能になるため、半導体ウェーハの取り扱いに支障が生ずることがあった。また、半導体ウェーハの両面を鏡面にすると、半導体ウェーハの搬送装置との間の摩擦が減少するため、半導体ウェーハが搬送装置から落下する等の支障が生ずることも考えられる。
【０００４】
ここで、従来のように半導体ウェーハの片面（表面）のみを研磨して鏡面にすれば、上述した半導体ウェーハの表裏面の判別や半導体ウェーハの落下といった支障が生ずることを防止できると考えられる。しかしながら、前述した通り、両面研磨は主として平坦度を高めるために行われているため、片面の研磨のみでは現在必要とされている平坦度を実現することが困難である。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、必要とされている平坦度を確保しつつ表面及び裏面が共に鏡面である場合に生ずる支障を解消す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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様による半導体ウェーハの製造方法は、表面と裏面との双方に研磨が施された半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法であって、前記半導体ウェーハの研磨に先立って、前記半導体ウェーハの表面を研削する研削工程と、無砥粒研磨剤を用いて前記半導体ウェーハの表面及び裏面を同時に研磨し、前記半導体ウェーハの表面を鏡面にするとともに裏面を曇化状態にする研磨工程とを含むことを特徴としている。
また、本発明の第１の態様による半導体ウェーハの製造方法は、前記研磨工程が、前記半導体ウェーハの裏面側の光沢度を表面側の光沢度の５０〜９９％の範囲における所定の光沢度にすることで、前記半導体ウェーハの裏面を曇化状態にする工程であることを特徴としている。
更に本発明の第１の態様による半導体ウェーハの製造方法は、前記無砥粒研磨剤が、砥粒を含有しないアルカリ性を示す有機又は無機の研磨剤であることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の第２の態様による半導体ウェーハの製造方法は、表面と裏面との双方に研磨が施された半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法であって、前記半導体ウェーハの研磨に先立って前記半導体ウェーハの表面を研削する研削工程と、砥粒を含有する第１研磨剤を用いて前記半導体ウェーハの表面と裏面との双方を研磨した後に引き続いて、砥粒を含有しない第２研磨剤を用いて前記半導体ウェーハの表面と裏面との双方を研磨し、
前記半導体ウェーハの表面を鏡面にするとともに裏面を曇化状態にする研磨工程を含むことを特徴としている。
また、本発明の第２の態様による半導体ウェーハの製造方法は、前記研磨工程が、前記半導体ウェーハの裏面側の光沢度を表面側の光沢度の５０〜９９％の範囲における所定の光沢度にすることで、前記半導体ウェーハの裏面を曇化状態にする工程であることを特徴としている。
また、本発明の第２の態様による半導体ウェーハの製造方法は、前記研磨工程が、前記半導体ウェーハの表面を下側に配置し、裏面を上側に配置して研磨する工程であることを特徴としている。
また、本発明の第２の態様による半導体ウェーハの製造方法は、前記研磨工程が、前記第１研磨剤を前記半導体ウェーハの下側に供給して前記半導体ウェーハの研磨を行う工程であることを特徴としている。
更に、本発明の第２の態様による半導体ウェーハの製造方法は、前記第２研磨剤が、アルカリ性を示す有機又は無機の研磨剤であることを特徴としている。
本発明の半導体ウェーハの製造装置は、表面と裏面との双方に研磨が施された半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造装置において、研磨が行われる半導体ウェーハを下側から支持し、砥粒を含有する第１研磨剤を前記半導体ウェーハの裏面側に供給可能な第１回転定盤と、前記第１回転定盤上における半導体ウェーハを上側から支持し、砥粒を含有しない第２研磨剤を前記半導体ウェーハの表面側に供給可能な第２回転定盤とを備えることを特徴としている。
また、本発明の半導体ウェーハの製造装置は、前記第１，第２回転定盤の回転中心部に設けられた太陽歯車と、前記第１，第２回転定盤間の外周部に設けられた環状の内歯歯車とを備えており、前記半導体ウェーハの収容孔となるホールが複数設けられており、前記太陽歯車及び前記内歯歯車にそれぞれ噛み合う遊星歯車となるキャリア）が前記第１回転定盤と前記第２回転定盤との間に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、必要とされている平坦度を確保しつつ、表裏の誤判別や搬送装置からのウェーハの落下と言った、表面及び裏面が共に鏡面である場合に生ずる支障（等）を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による半導体ウェーハの製造方法及び製造装置について詳細に説明する。
【０００９】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による半導体ウェーハの製造方法の一例を示す工程図である。尚、図１に示す工程図は、引き上げ製造されたシリコン単結晶インゴットから半導体ウェーハが製造されて出荷されるまでの工程を示す工程図である。図１に示す通り、まず引き上げ製造された円柱状のシリコン単結晶インゴットに対してスライス加工が行われ、これにより薄い円板状のウェーハが作製される（工程Ｓ１１）。次いで、スライス加工により作製された円板状のウェーハに対してウェーハ周縁を面取りする面取り加工が行われる（工程Ｓ１２）。
【００１０】
次に、周縁の面取りが行われたウェーハをラッピング盤にセットし、遊離砥粒を用いてウェーハ両面をラッピングするラッピング工程が行われる（工程Ｓ１３）。かかるラッピング工程を行うことで、ウェーハ表面及び裏面の凹凸が除去されながらウェーハの厚さや形状が揃えられる。尚、ここでは、ウェーハに対する面取り加工を終えた後にラッピングを行う場合を例に挙げて説明しているが、ラッピングに変えて研削砥石を使用してウェーハ表面及び裏面を研削しても良い。
【００１１】
ラッピング工程が終了すると、ウェーハをエッチング液に浸漬して、その両面のラッピングによって生じたダメージを除去するエッチング工程が行われる（工程Ｓ１４）。このときのエッチング量は、ウェーハ両面のダメージが完全に除去できる厚さとされ、通常は片面２０μｍ程度に設定される。かかるエッチング工程を経ることにより、ウェーハ両面の面粗さは、Ｒａ値が０．３〜０．３５μｍ程度、Ｒｍａｘ値が２〜３μｍ程度になる。
【００１２】
ウェーハのエッチングが終了すると、研削砥石を使用してウェーハの一方の面（最終的に鏡面とされる面）を研削する表面研削加工が行われる（工程Ｓ１５）。尚、以下では、本工程で研削されて最終的に鏡面とされる面を「表面」といい、本工程で研削されない面を「裏面」という。具体的には、粒度が＃２０００のダイアモンド砥粒を用いたレジンボンド製の研削ホイールを使用し、この研削ホイールの回転速度を５０００ｒｐｍに設定するとともにウェーハに対する研削ホイールの加工送り速度を０．３μｍ／ｓｅｃに設定してウェーハの表面を研削する。尚、本工程で用いる研削装置は、一般的に市販されているもの（例えば、株式会社ディスコ製のＤＦＧ８３０シリーズ等）を用いることができる。以上の研削を行うことにより、ウェーハの表面は、Ｒａ値が０．１〜０．２μｍ程度、Ｒｍａｘ値が１〜２μｍ程度の面粗さになり、研削を行っていない裏面よりも滑らかになって鏡面に近い状態になる。
【００１３】
次いで、表面に対する研削が行われたウェーハに対し、エッジをＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨）加工によって滑らかにするエッジポリッシング加工が行われる（工程Ｓ１６）。かかる加工を行うことで、ウェーハに対する後続の処理工程において、ウェーハのエッジに加えられるダメージが原因で、ウェーハの割れやパーティクルが生ずるのを防止することができる。
【００１４】
エッジポリッシング加工が終了すると一次研磨加工が行われる（工程Ｓ１７）。具体的には、エッジポリッシングが行われたウェーハを枚葉研磨装置の上定盤に固定した後、下定盤に固定された研磨布をウェーハの裏面に当接させ、ＳｉＯ２（コロイダルシリカ）等の微細な研磨粒子を含有しないアルカリ性研磨剤（無砥粒研磨剤）をウェーハの表面及び裏面に供給しつつ、各定盤を相対回転させてウェーハの表面と裏面とを同時に研磨する。
【００１５】
ここで、無砥粒研磨剤を用いてウェーハの表面及び裏面を研磨するのは、ウェーハの表面を鏡面にしつつ裏面を曇化状態にするためであり、無砥粒研磨剤は有機又は無機のアルカリ性を示す研磨剤を用いることができる。例えば、有機の無砥粒研磨剤としてはピペラジン（Ｃ４Ｈ１０Ｎ２）、モノエタノールアミン（Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）等を用いることができ、無機の無砥粒研磨剤としては水酸化ナトリウム（ＫＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）等を用いることができる。また、研磨布に対する当接圧力は５０〜４００ｇｆ／ｃｍ２ 程度、研磨液のｐＨ濃度は１０〜１１程度が好ましい。以下、無砥粒研磨剤を用いた研磨について詳しく説明する。
【００１６】
図２は、砥粒を含有する研磨剤を用いて行う研磨と、砥粒を含有しない無砥粒研磨剤を用いて行う研磨との相違を説明するための図である。まず、砥粒を含有するアルカリ性研磨剤を用いて研磨を行うと、所謂メカノケミカル研磨が行われる。つまり、ウェーハ面は研磨剤のアルカリ性による変質作用と、研磨剤に含まれる砥粒による押込み、転動、引っ掻き等の機械的作用とを同時に受けることによって凹凸が除去されることにより最終的に鏡面になる。
【００１７】
このとき、研磨剤に含有される砥粒は、ウェーハ面の浅い部分に多く衝突等をするため、ウェーハ面の浅い部分に対しては大きな機械的作用を及ぼすものの深い部分に対する機械的作用は小さい。このため、砥粒の機械的作用による削れ量は、ウェーハ面の深い部分よりも浅い部分の方が遥かに多くなる。一方、研磨剤のアルカリ性によってウェーハ面の浅い部分及び深い部分は同程度の変質作用を受けるが、その変質作用による削れ量は機械的作用による削れ量よりも遥かに小さい。この結果として、図２（ａ）に示す通り、ウェーハ面の凹部（図２では溝Ｇ）の深さ位置は殆ど変化せずに、ウェーハ面の浅い部分が砥粒の機械的作用によって徐々に削られることにより最終的にウェーハ面が鏡面になる。
【００１８】
これに対し、砥粒を含有しない研磨剤を用いて研磨を行うと、ウェーハ面は砥粒の機械的作用は受けずに研磨剤のアルカリ性による変質作用のみを受ける。上述した通り、研磨剤のアルカリ性によってウェーハ面の浅い部分と深い部分とは共に同程度の変質作用を受けるため、浅い部分と深い部分との削れ量は同程度であるため、図２（ｂ）に示す通り、ウェーハ面はその形状を略維持したまま全体的に削れていき、ウェーハ面の凹部（溝Ｇ）の深さ位置も徐々に低下する。ここで、浅い部分と深い部分との削れ量は完全に一致はしないため、無砥粒研磨剤を用いた研磨を進めると表面形状が徐々に鈍っていき、最終的にウェーハ鏡が鏡面になる。
【００１９】
ここで、図２を参照すると、無砥粒研磨剤を用いた研磨を行う場合には、砥粒を含有する研磨剤を用いた研磨を行う場合に比べて、初期状態で面粗さが等しいウェーハを鏡面にするまでに要する時間が長くなり、また、ウェーハ面の削れ量（取り代）も多くなる特徴があるのが分かる。また、無砥粒研磨剤を用いた研磨を行うと、ウェーハ表面の凹凸（ピット）形状が鈍るため、砥粒を含有する研磨剤を用いた研磨を行った場合に比べてピットの輪郭がぼける特徴があるのが分かる。
【００２０】
本実施形態では、以上の特徴を利用して、表面のみが研削加工されたウェーハに対して無砥粒研磨剤を用いてウェーハの表面及び裏面を同時に研磨することで、ウェーハの表面を鏡面にしつつ裏面を曇化状態にしている。つまり、ウェーハの表面のみに対して研削加工を施すことにより、ウェーハの表面の面粗さを裏面の面粗さよりも小さい（細かい）状態にして表面と裏面との面状態を変えている。
【００２１】
かかる状態のウェーハに対して無砥粒研磨剤を用いて表面及び裏面を同時に研磨すればウェーハの表面及び裏面ともに研磨剤のアルカリ性による変質作用を受けて同量づつ削れていく。しかしながら、研磨の前に行われる研削（表面研削加工：工程Ｓ１５）によってウェーハの表面及び裏面の面状態を異ならせているため、表面が鏡面になるまで研磨されても裏面はぼけた輪郭のピットが残る。これにより、ウェーハの表面を鏡面にしつつ裏面を曇化状態にすることができる。
【００２２】
一次研磨加工が終了すると、一次研磨加工で用いた枚葉研磨装置と同様の装置を用いて仕上げ研磨加工が行われる（工程Ｓ１８）。かかる工程においても、一次研磨加工と同様に、無砥粒研磨剤を用いてウェーハの両面を研磨するのが望ましい。仕上げ研磨加工が行われたウェーハは洗浄及び乾燥が行われ（工程Ｓ１９）、所定の品質検査（工程Ｓ２０）が行われた後に出荷される。
【００２３】
本発明者は、以上の製造方法を用いて実際にウェーハを製造し、その表面の平坦度（フラットネス）及びその裏面の光沢度（ラフネス）をそれぞれ測定した、鏡面にされているウェーハ表面の全体的平坦度ＧＢＩＲ及び局所的平坦度ＳＢＩＲはそれぞれ以下の通りである。
ＧＢＩＲ＝０．２５μｍ
ＳＢＩＲ＝０．１３μｍ
【００２４】
ここで、全体的平坦度ＧＢＩＲ（Global Backsurface-referenced Ideal plane/Range）とは、エッジ除外領域を除いたウェーハ表面全体の平坦度を示すものであって、半導体ウェーハの表側の面全体について裏側の面を基準とする理想平面からの正負の偏差の範囲で定義される。尚、上記の全体的平坦度ＧＢＩＲは、エッジ除外領域を２ｍｍとしている。また、局所的平坦度ＳＢＩＲ（Site Backsurface-referenced Ideal plane/Range）とは、ウェーハ上におけるサイトジオメトリと称される測定窓内におけるウェーハの平坦度を示すものであって、定義されたサイトジオメトリの各々の素子面について裏側の面を基準とする理想平面からの正負の偏差の範囲で定義される。尚、上記の局所的平坦度ＳＢＩＲは、サイトジオメトリの大きさを２０ｍｍ×２０ｍｍとしたものである。
【００２５】
また、曇化状態にされた裏面の光沢度は、表面の光沢度を１００％とすると、９５％程度である。ここで、光沢度は、日本電色社製の光沢度測定器によって測定した、入射光に対する反射光の割合で表される。尚、表面に対する裏面の光沢度は、表面に対して行われる研削加工（図１中の工程Ｓ１５）の条件を変更することにより、５０〜９９％の範囲の所定の光沢度にすることができる。ウェーハの裏面の光沢度を低下させすぎるとウェーハの平坦度を低下させる一因になり、逆に光沢度を高くしすぎると裏面も鏡面になって作業員による表裏判別が困難になり、搬送時の落下の問題も生ずるおそれがある。このため、ウェーハ裏面の光沢度は、表面の９０〜９５％程度にするのが望ましい。
【００２６】
以上説明した通り、本実施形態では、表面のみが研削加工されたウェーハに対して無砥粒研磨剤を用いてウェーハの表面及び裏面を同時に研磨することで、ウェーハの表面を鏡面にしつつ裏面を曇化状態にしている。このため、半導体工場における作業員等がウェーハの表裏判断を容易に行うことができ、半導体ウェーハの取り扱いに支障が生ずることはない。また、ウェーハの裏面が曇化状態にされているため、半導体ウェーハの搬送装置との間の摩擦をある程度確保することができるため、半導体ウェーハが搬送装置から落下するのを防止することができる。
【００２７】
更に、本実施形態では、無砥粒研磨剤を用いてウェーハの表面及び裏面を同時に研磨しているため、砥粒を含有する研磨剤を用いて研磨する場合よりもウェーハの取り代を大きくすることができる。これに加えて、無砥粒研磨剤を用いて研磨すれば、砥粒を含有する研磨剤を用いて研磨する場合に発生するひっかき傷（スクラッチ）の発生要因を低減することができ、歩留まりの向上にもつながる。
【００２８】
〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態による半導体ウェーハの製造方法の一例を示す工程図である。尚、図３に示す工程図は、図１に示す工程図と同様に、引き上げ製造されたシリコン単結晶インゴットから半導体ウェーハが製造されて出荷されるまでの工程を示す工程図である。
【００２９】
半導体ウェーハの製造が開始されると、図１に示す工程図と同様に、引き上げ製造された円柱状のシリコン単結晶インゴットに対するスライス加工（工程Ｓ２１）、スライスされた円板状のウェーハの周縁を面取りする面取り加工（工程Ｓ２２）、ラッピング工程（工程Ｓ２３）、及びエッチング工程（工程Ｓ２４）が順に行われる。次に、第１実施形態と同様に、エッチングを終えると、ウェーハの表面を研削する表面研削加工（工程Ｓ２５）が行われ、引き続きエッジポリッシング加工が行われる（工程Ｓ２６）。
【００３０】
エッジポリッシング加工が終了すると一次研磨加工が行われる（工程Ｓ２７）。具体的には、図４，図５に示す両面研磨装置を用いてウェーハの両面研磨が行われる。図４は、本発明の一実施形態による半導体ウェーハの両面研磨装置の概略構成を示す正面図であり、図５は図４中のＡ−Ａ矢視平面図である。図４，図５に示す両面研磨装置１は、水平に支持された環状の下定盤（回転定盤）１１、下定盤１１に上方から対向する環状の上定盤（回転定盤）１２、環状の下定盤１１の内側に配置された太陽歯車１３、及び下定盤１１の外側に配置されたリング状の内歯歯車１４を備える。
【００３１】
下定盤１１の下方には砥粒を含有するアルカリ性研磨剤を収容するタンク（図示省略）が設けられている。下定盤１１はこのタンクからの研磨剤を上定盤１２との間に供給する配管Ｐ１を備えている。下定盤１１は、モータ１５により回転駆動される。
【００３２】
上定盤１２は、シリンダ１６にジョイント１７を介して吊り下げられ、下定盤１１を駆動するモータ１５とは別のモータ（図示省略）により逆方向に回転駆動される。また、上定盤１２の上方には砥粒を含有しないアルカリ性研磨剤（無砥粒研磨剤）を収容するタンク１８が設けられており、上定盤１２はタンク１８からの無砥粒研磨剤を下定盤１１との間に供給する配管Ｐ２を備えている。尚、太陽歯車１３及び内歯歯車１４も、下定盤１１及び上定盤１２を駆動するモータとは別のモータ１９により独立に回転駆動される。
【００３３】
ここで、下定盤１１に設けられる配管Ｐ１は砥粒を含有するアルカリ性研磨剤に適した径や材質で形成され、上定盤に設けられる配管Ｐ２は砥粒を含有しないアルカリ性研磨剤に適した径や材質で形成される。尚、図４においては複数の配管に分岐する配管Ｐ１，Ｐ２を図示しており、図５においては下定盤１１の中心から放射状に延びる３本の配管Ｐ１を図示しているが、配管Ｐ１，Ｐ２は、ウェーハＷの径、使用する研磨剤の種類、下定盤１１及び上定盤１２の回転数等の研磨条件等に応じて適宜変更可能である。
【００３４】
下定盤１１及び上定盤１２の対向面には、不織布にウレタン樹脂を含浸させたパッド（研磨布）、或いは発泡ウレタン等からなるパッド（研磨布）がそれぞれ貼付されている。下定盤１１上には、複数のキャリア２０が太陽歯車１３を取り囲むようにセットされる。セットされた各キャリア２０は、内側の太陽歯車１３及び外側の内歯歯車１４にそれぞれ噛み合う。各キャリア２０には、ウェーハＷを収容するホールＨが偏心して設けられている。そして、各キャリア２０の厚みは、ウェーハＷの最終仕上がり厚みの目標値と同一か、これより僅かに小さく設定されている。
【００３５】
各キャリア２０の材質としては、下定盤１１及び上定盤１２に貼り付けられた研磨布との摩擦で劣化するために、耐磨耗性が高く研磨布との摩擦係数が小さい材質で、且つｐＨ８〜１２のアルカリ研磨剤中での耐薬品性が高いものが好ましい。このような条件を満足するキャリア材としては、ステンレス鋼、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド等の樹脂にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維を複合したＦＲＰを挙げることができる。またキャリア２０はウェーハＷ保持のために使用することからあまり強度を落とすことはできない。
【００３６】
以上の構成の両面研磨装置１を用いてウェーハＷの研磨を行うには、まず上定盤１２を上昇させた状態で、下定盤１１上に複数のキャリア２０をセットし、各キャリア２０のホールＨにウェーハＷをセットする。このとき、鏡面にすべき面（表面）を下側に配置する（下定盤１１に対面させる）とともに、曇化状態にすべき面（裏面）を上側に配置する（上定盤１２に対面させる）。
【００３７】
ウェーハＷのセットが完了すると、上定盤１２を下降させて各ウェーハＷに所定の加圧力を付加する。この状態で、下定盤１１と上定盤１２との間に研磨剤を供給しながら、下定盤１１、上定盤１２、太陽歯車１３、及び内歯歯車１４を所定の方向に所定の速度で回転させる。具体的には、下定盤１１の下方に設けられた不図示のタンクから配管Ｐ１を介して、砥粒を含有するアルカリ性研磨剤をウェーハＷの下側（表面側）に供給し、引き続いて、上定盤１２の上方に設けられたタンク１８から配管Ｐ２を介して、砥粒を含有しないアルカリ性研磨剤をウェーハＷの上側（裏面側）に供給する。
【００３８】
これにより、下定盤１１と上定盤１２との間で複数のキャリア２０が自転しながら太陽歯車１３の周囲を公転する所謂遊星運動を行う。各キャリア２０に保持されたウェーハＷは、研磨剤中で上下の研磨布と摺接し、上下両面が同時に研磨される。具体的には、所謂メカノケミカル研磨によってウェーハＷの表面および裏面に形成された酸化膜を除去した後、引き続いて、第１実施形態で詳細に説明した無砥粒研磨剤を用いた研磨（研磨剤のアルカリ性による変質作用を利用した研磨）によってウェーハＷの表面および裏面を研磨する。尚、研磨条件は、ウェーハＷの両面が均等に且つ複数のウェーハＷが均等に研磨されるように設定される。
【００３９】
ウェーハの研磨中においては、下定盤１１を駆動するモータ１５のトルク、或いは上定盤１２を駆動する不図示のモータのトルクが監視される。そして、そのトルクが安定値から、予め設定した比率、例えば１０％低下した時点で、上定盤１２を上昇させて研磨を終了する。これにより、ウェーハＷの最終仕上がり厚さは、研磨前キャリア厚みより僅かに薄いか同一の厚みに高精度且つ安定的に管理される。
【００４０】
ここで、ウェーハＷの表面及び裏面は、両面研磨装置１を用いた研磨によって同じ時間だけ研磨されるが、研磨の前に行われる研削（表面研削加工：工程Ｓ２５）によってウェーハの表面及び裏面の面状態を異ならせているため、表面が鏡面になるまで研磨されても裏面はぼけた輪郭のピットが残る。この結果として、表面が鏡面であり裏面が曇化状態であるウェーハを製造することができる。
【００４１】
一次研磨加工が終了すると、一次研磨加工で用いた枚葉研磨装置と同様の装置を用いて仕上げ研磨加工が行われる（工程Ｓ２８）。かかる工程においても、一次研磨加工と同様に、無砥粒研磨剤を用いてウェーハの両面を研磨するのが望ましい。仕上げ研磨加工が行われたウェーハは洗浄及び乾燥が行われ（工程Ｓ２９）、所定の品質検査（工程Ｓ３０）が行われた後に出荷される。
【００４２】
以上説明した本実施形態の製造方法を用いて製造されたウェーハは、第１実施形態の製造方法を用いて製造されたウェーハと同様に、表面が鏡面とされ且つ裏面が曇化状態とされたものである。また、本実施形態の製造方法を用いても、第１実施形態の製造方法を用いて製造されるウェーハと同様の平坦度（表面の平坦度）及び光沢度（裏面の光沢度）を有するものを製造することができる。
【００４３】
尚、本実施形態においては、ウェーハの表面に対する研磨条件を変更することにより、表面に対する裏面の光沢度を５０〜９９％の範囲の所定の光沢度にすることができる。ここで、ウェーハの表面に対する研磨条件は、例えば砥粒を含有するアルカリ研磨剤の供給時間と無砥粒研磨剤の供給時間を変更することで実現できる。具体的には、砥粒を含有するアルカリ研磨剤の供給時間に対して無砥粒研磨剤の供給時間を長くすることでウェーハの表面に対する研磨条件を変更することができる。
【００４４】
以上説明した通り、本実施形態では、砥粒を含有するアルカリ研磨剤を用いたウェーハの表面および裏面の研磨に引き続いて無砥粒研磨剤を用いたウェーハの表面と裏面の研磨を行うことで、ウェーハの表面を鏡面にしつつ裏面を曇化状態にしている。このため、第１実施形態と同様に、現在要求されているウェーハの平坦度を確保しつつ、作業員による表裏の誤判別や搬送装置からのウェーハの落下と言った、ウェーハの表面及び裏面が共に鏡面である場合に生ずる支障を解消することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態による半導体ウェーハの製造方法及び製造装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、第１，第２実施形態を組み合わせて、ウェーハの表面研削加工を行った後で、砥粒を含有するアルカリ研磨剤を用いたウェーハの表面の研磨と無砥粒研磨剤を用いたウェーハの裏面の研磨とを同時に行っても良い。
【００４６】
本発明は、必要とされている平坦度を確保しつつ表面及び裏面が共に鏡面である場合に生ずる支障を解消することを目的としてなされたものであり、この目的達成のために、第１の態様による発明は、表面と裏面との双方に研磨が施された半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法であって、前記半導体ウェーハの研磨に先立って、前記半導体ウェーハの表面を研削する研削工程と、無砥粒研磨剤を用いて前記半導体ウェーハの表面及び裏面を同時に研磨し、前記半導体ウェーハの表面を鏡面にするとともに裏面を曇化状態にする研磨工程とを含んでいる。
【００４７】
この発明によると、半導体ウェーハの研磨に先立って半導体ウェーハの表面が研削されることにより、半導体ウェーハの表面は研削されていない裏面よりも滑らかにされて鏡面に近い状態になり、その後に無砥粒研磨剤を用いて半導体ウェーハの表面及び裏面が同時に研磨される。これにより、予め研削された半導体ウェーハの表面のみが鏡面になり、裏面は曇化状態になる。ここで、無砥粒研磨剤を用いて半導体ウェーハを研磨しているため、砥粒を含有する研磨剤を用いて研磨を行った場合に比べて取り代を大きくすることができ、半導体ウェーハの平坦度を高めることができる。この結果として、必要とされている平坦度を確保しつつ表面及び裏面が共に鏡面である場合に生ずる支障を解消することができる。
【００４８】
ここで、ウェーハの裏面が曇化状態であればどのような状態でも良いというわけではなく、必要とされる平坦度が得られる曇化状態にする必要がある。このため、第１の態様による発明は、前記研磨工程が、前記半導体ウェーハの裏面側の光沢度を表面側の光沢度の５０〜９９％の範囲における所定の光沢度にすることで、前記半導体ウェーハの裏面を曇化状態にしている。この発明によると、半導体ウェーハの裏面の光沢度を低下させすぎた場合に生ずる半導体ウェーハの平坦度の大幅な低下、及び表裏判別の困難性や半導体ウェーハの落下と言った光沢度を高くしすぎた場合に生ずる支障を共に防止することができる。
また、第１の態様による発明は、上記の無砥粒研磨剤として、砥粒を含有しないアルカリ性を示す有機又は無機の研磨剤を用いるのが望ましい。
【００４９】
上述した目的達成のために、第２の態様による発明は、表面と裏面との双方に研磨が施された半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法であって、前記半導体ウェーハの研磨に先立って前記半導体ウェーハの表面を研削する研削工程と、砥粒を含有する第１研磨剤を用いて前記半導体ウェーハの表面と裏面との双方を研磨した後に引き続いて、砥粒を含有しない第２研磨剤を用いて前記半導体ウェーハの表面と裏面との双方を研磨し、前記半導体ウェーハの表面を鏡面にするとともに裏面を曇化状態にする研磨工程を含んでいる。
【００５０】
この発明によると、半導体ウェーハの研磨に先立って半導体ウェーハの表面が研削されることにより、半導体ウェーハの表面は研削されていない裏面よりも滑らかにされて鏡面に近い状態になり、その後に、砥粒を含有する第１研磨剤を用いて半導体ウェーハの表面及び裏面が同時に研磨される。ここで、砥粒を含有する第１研磨剤を用いて研磨を行うため、半導体ウェーハの表面及び裏面に形成された自然酸化膜を効率的に除去することができる。引き続いて、砥粒を含有しない第２研磨剤を用いて半導体ウェーハの表面及び裏面が同時に研磨される。これにより、半導体ウェーハの表面のみが鏡面になり、半導体ウェーハの裏面は曇化状態になる。ここで、半導体ウェーハの両面を同時に研磨しているため、半導体ウェーハの平坦度を高めることができる。この結果として、必要とされている平坦度を確保しつつ表面及び裏面が共に鏡面である場合に生ずる支障を解消することができる。
【００５１】
ここで、第２の態様による発明では、第１の態様による発明と同様に、前記研磨工程が、前記半導体ウェーハの裏面側の光沢度を表面側の光沢度の５０〜９９％の範囲における所定の光沢度にすることで、前記半導体ウェーハの裏面を曇化状態にしているため、半導体ウェーハの裏面の光沢度を低下させすぎた場合に生ずる半導体ウェーハの平坦度の大幅な低下、及び表裏判別の困難性や半導体ウェーハの落下と言った、光沢度を高くしすぎた場合に生ずる支障を共に防止することができる。
【００５２】
また、第２の態様による発明は、第１の態様による発明と同様に、上記の第２研磨剤として、砥粒を含有しないアルカリ性を示す有機又は無機の研磨剤を用いるのが望ましい。
【００５３】
また、本発明の半導体ウェーハの製造装置は、表面と裏面との双方に研磨が施された半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造装置において、研磨が行われる半導体ウェーハを下側から支持し、砥粒を含有する第１研磨剤を前記半導体ウェーハの裏面側から供給可能な第１回転定盤と、前記第１回転定盤上における半導体ウェーハを上側から支持し、砥粒を含有しない第２研磨剤を前記半導体ウェーハの表面側から供給可能な第２回転定盤とを備えることを特徴としている。
【００５４】
この発明によると、第１回転定盤から半導体ウェーハに砥粒を含有する第１研磨剤が供給された後に引き続いて、第２回転定盤から半導体ウェーハに砥粒を含有しない第２研磨剤が供給されるため、上述した第２の態様による発明を実施する上で極めて好適である。
【００５５】
また、本発明の半導体ウェーハの製造装置は、前記第１，第２回転定盤の回転中心部に設けられた太陽歯車と、前記第１，第２回転定盤間の外周部に設けられた環状の内歯歯車とを備えており、前記半導体ウェーハの収容孔となるホールが複数設けられており、前記太陽歯車及び前記内歯歯車にそれぞれ噛み合う遊星歯車となるキャリアが前記第１回転定盤と前記第２回転定盤との間に配置されるのが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態による半導体ウェーハの製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】砥粒を含有する研磨剤を用いて行う研磨と、砥粒を含有しない無砥粒研磨剤を用いて行う研磨との相違を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態による半導体ウェーハの製造方法の一例を示す工程図である。
【図４】本発明の一実施形態による半導体ウェーハの両面研磨装置の概略構成を示す正面図である。
【図５】図４中のＡ−Ａ矢視平面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１        両面研磨装置
１１      下定盤
１２      上定盤
１３      太陽歯車
１４      内歯歯車
２０      キャリア
Ｈ        ホール
Ｓ１５    表面研削加工
Ｓ１７    一次研磨加工
Ｓ２６    一次研磨加工
Ｗ        ウェーハ
【図１】
2010010621.tif 000003
【図２】
2010010621.tif 000004
【図３】
2010010621.tif 000005
【図４】
2010010621.tif 000006
【図５】
2010010621.tif 000007