(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハの加工のための方法であって、半導体表面の両面を同時に材料除去的に加工するポリシング工程Ａと、半導体ウェハの片面もしくは両面のいずれかを材料除去的に加工するポリシング工程Ｂとを含み、前記ポリシング工程Ａでは、研磨作用を有する物質を含有しないポリシングパッドが使用され、かつ研磨作用を有する物質を含有するポリシング剤が添加され、並びに前記ポリシング工程Ｂでは、微細構造化された表面を有し、かつ半導体材料よりも硬質な半導体ウェハと接触する材料を含有しないポリシングパッドが使用され、かつ１０以上のｐＨ値を有し、かつ研磨作用を有する物質を含有しないポリシング剤が添加され、前記ポリシング工程Ｂで使用されるポリシングパッドの微細構造は、パッド表面上に配置された一様なエレメントから形成され、該エレメントの高さが１μｍ〜１ｍｍであり、かつ該エレメント間の距離が１０μｍ〜１０ｍｍである、前記方法。
【請求項２】
半導体ウェハが、シリコンから構成されており、ポリシング工程Ｂで使用される半導体表面と接触するポリシングパッドの全ての材料が、６以下のモース硬度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ポリシング工程Ａで添加されるポリシング剤が、シリカゾル（ＳｉＯ2）を含有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ポリシング工程Ｂで添加されるポリシング剤のｐＨ値が、水酸化カリウム（ＫＯＨ）もしくは炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）の添加によって調整される、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記エレメントの高さが１０μｍ〜２５０μｍであり、かつ前記エレメントの間の距離が５０μｍ〜５ｍｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ポリシング工程Ａが、ポリシング工程Ｂの前に行われる、請求項２から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
ポリシング工程Ａが、ポリシング工程Ｂの後に行われる、請求項２から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
ポリシング工程Ａが、まず平凸形状もしくは両凸形状の半導体ウェハをもたらし、そしてポリシング工程Ｂが、引き続き平行平面的な半導体ウェハをもたらす、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
半導体ウェハが、ポリシング工程Ａの間に、リテーナリングを有する保持装置中にあり、前記リテーナリングは、半導体ウェハのエッジを取り囲み、それにより該ポリシング工程の間に半導体ウェハが保持装置から離れることを防ぎ、前記リテーナリングは、ポリシング工程Ａの終わりにポリシング工程Ａの間にポリシングされた半導体ウェハの面が位置する平面を超えて突出している、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
半導体表面のポリシングされた面を超えるリテーナリングの張り出しが、０．１μｍ〜０．１ｍｍである、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
１μｍ〜２０μｍの材料が、ポリシング工程Ａの間に半導体ウェハから除去される、請求項８から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
全体で３μｍ〜１０μｍの材料が、ポリシング工程Ａの間に半導体ウェハから除去される、請求項８から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
半導体ウェハの製造方法であって：
（ａ）半導体単結晶を複数のウェハに分離する工程；
（ｂ）削屑を除去する加工によって半導体ウェハの両面を同時に加工する工程；
（ｃ）半導体ウェハをポリシングする工程；
（ｄ）1μｍ未満が除去される、半導体ウェハの片面を化学機械的ポリシングする工程
を示される順序で含む、半導体ウェハの製造方法において、前記工程（ｃ）は、半導体表面の両面を同時に材料除去的に加工するポリシング工程Ａと、半導体ウェハ表面の片面もしくは両面のいずれかを材料除去的に加工するポリシング工程Ｂとを含み、前記ポリシング工程Ａでは、研磨作用を有する物質を含有しないポリシングパッドが使用され、かつ研磨作用を有する物質を含有するポリシング剤が添加され、並びに前記ポリシング工程Ｂでは、微細構造化された表面を有し、かつ半導体表面よりも硬質な半導体表面と接触する材料を含有しないポリシングパッドが使用され、かつ１０以上のｐＨ値を有し、かつ研磨作用を有する物質を含有しないポリシング剤が添加され、前記ポリシング工程Ｂで使用されるポリシングパッドの微細構造は、パッド表面上に配置された一様なエレメントから形成され、該エレメントの高さが１μｍ〜１ｍｍであり、かつ該エレメント間の距離が１０μｍ〜１０ｍｍである、前記方法。
【請求項１４】
工程（ｂ）は、複数の半導体ウェハが加工され、かつ各半導体ウェハが自由に移動可能な様式で、回転装置によって回転される複数のキャリヤの１つ中の切り抜き部にあり、それによりサイクロイド軌跡で加工される１つの工程で成り、その際、半導体ウェハは、２つの回転する工作ディスクの間で材料除去的に加工され、各工作ディスクは、結合された砥粒を含有する工作層を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
工程（ｂ）が平行平面ラッピングである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
工程（ｂ）は、２つのカップ型研削ディスクの間での半導体ウェハの研削の１つの工程で成り、その際、半導体ウェハは、半導体ウェハの回転をもたらす薄いガイドリングによって半径方向でガイドされ、かつ半導体ウェハのフロント面とリア面に提供されるウォータークッションあるいはエアークッションによって軸方向でガイドされており、かつ前記カップ型研削ディスクが、半導体ウェハに対して対称的に、反対方向に回転しつつ押しつけられる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
カップ型研削ディスクによる半導体ウェハの片面もしくは両面の単独面研削を含む追加の加工工程を、工程（ｂ）及び（ｃ）の間で行う、請求項１３から１６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
半導体ウェハのエッチングを含む追加の加工工程を、工程（ｂ）及び（ｃ）の間で行う、請求項１３から１７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
半導体ウェハのエッチングを、半導体ウェハの単独面研削と工程（ｃ）によるウェハのポリシングとの間で行う、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
工程（ｃ）において、ポリシング工程Ａが、ポリシング工程Ｂの前に行われる、請求項１３から１８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
工程（ｃ）において、ポリシング工程Ａが、ポリシング工程Ｂの後に行われる、請求項１３から１８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
ポリシング工程Ａが、まず平凸形状もしくは両凸形状の半導体ウェハをもたらし、そしてポリシング工程Ｂが、引き続き平行平面的な半導体ウェハをもたらす、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
１μｍ〜２０μｍの材料が、ポリシング工程Ａの間に除去される、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハの製造方法に関し、また半導体ウェハの加工方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
２２ｎｍ以下の最小構造長さ、すなわちＩＴＲＳ（"国際半導体技術ロードマップ"）による２２ｎｍデザインルールを有する特に要求の高いコンポーネント用の基板としての半導体ウェハは、とりわけ平坦である必要がある。従来のウェハの平坦度は、ウェハエッジ領域における厚さの減少（"エッジロールオフ"）と、例えば結晶引き上げ工程の間と同じくらい早期での放射状に変動するドーパントの導入を理由とする局所的な接合強度の変動により生ずる不均一な材料の除去とによって制限されるため、従って２２ｎｍ以下の構造のためには不適である。両方の作用の実質的な原因となっているのは、化学機械的ポリシング工程であり、それは、従来技術によれば、基板ウェハの製造のための一連の各工程段階の最後に、その表面近くの層の結晶構造の残留損傷を取り除いて、特に低い粗さを得るのために使用される。
【０００３】
従来技術において、そのポリシング工程は、圧力下で、かつポリシング剤（スラリー）の供給を伴って、ウェハとポリシングパッド間での相対運動によって実施される。ポリシング剤は、通常は、コロイド状に分散されたシリカゾルをアルカリ性のスラリーで含有する；それに対して、ポリシングパッドは、砥粒を含まない。シリカゾルの機械的な研削作用とアルカリ性のポリシング剤の化学的攻撃との相互作用により、材料の除去がもたらされ、こうしてウェハ表面の平滑化に導かれる。
【０００４】
同時の化学的機械的な両面ポリシング（ＤＳＰ）は、従来技術において知られている。ＤＳＰでは、複数の半導体ウェハは、共直線性に並んだ２つの工作ディスクの間で両側で同時に材料を除去することで加工される。この場合に、前記工作ディスクは、研磨作用を有する物質を含まないポリシングパッドを有し、かつ研磨作用を有する物質を含有するポリシング剤が、該工作ディスク間に形成される作業ギャップへと供給される。研磨作用を有する物質は、それらが工作物の材質よりも硬質であることを特徴とする。シリカゾル（ＳｉＯ2）をＤＳＰで使用することが好ましい。ＳｉＯ2は、シリコンよりも硬質である。シリカゾルは、通常は、５ｎｍないし数マイクロメートルのゾル粒子の粒度を有するコロイドである。ＤＳＰでは、加工の間に、１つもしくは複数の半導体ウェハは、１つもしくは複数の薄いガイドケージ中に挿入される。そのガイドケージは、回転装置によって動かされ、その回転装置は、歯状の内側リングと外側リングとから構成され、かつ作業ギャップ内で工作ディスクに対して同心円状に配置されている。この場合に、半導体ウェハは、工作ディスクの表面上で特徴的なサイクロイド軌跡を描く（遊星歯車運動）。材料除去は、ポリシングパッドと半導体ウェハの相対運動によって荷重とポリシング剤の摩擦作用下で引き起こされる。
【０００５】
シリコンウェハのＤＳＰの１つの例示的な実施態様は、ＵＳ２００３０５４６５０号Ａに開示されている。かかるＤＳＰポリシング工程のために適した装置は、ＤＥ１０００７３９０号Ａ１に表されている。半導体ウェハのために適したガイドケージ、いわゆるキャリヤーは、ＥＰ２０８３１５号Ｂ１に記載されている。最後に、好適なポリシングパッドは、ＵＳ４，９２７，４３２号から公知である。
【０００６】
従来技術は、同様に、"層間絶縁膜"（ＩＬＤ）の平坦化のための"固定砥粒式ポリシング"（ＦＡＰ）と呼ばれる方法であって、加工されるべき表面と接触する加工される表面よりも硬質な添加剤を有するパッドを使用する方法を開示している。これは、例えばＷＯ９９／５５４９１号に記載されている。層間絶縁膜は、例えば異なる配線層を互いに絶縁するために、半導体構造上に、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）の堆積によって成長される、例えばフィールド酸化膜（軟質シリコン酸化物）でなる。
【０００７】
同様に知られているのは、例えばＵＳ２００８／０１５３３９２号Ａ１に記載される、"シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）の分離のための固定砥粒式ポリシング（ＦＡＰ）"である。そこでは、同様に、加工されるべき表面と接触する加工される工作物の表面の材質、一般にＳｉ3Ｎ4及びスルー電気メッキ用の様々な金属（Ｃｕ、ＨＭ２．５；Ｗ、ＨＭ〜４）よりも硬質な添加剤を有するパッドを使用する方法を開示している。
【０００８】
ＤＥ１０２００７０３５２６６号Ａ１は、二段階ＦＡＰポリシングを含む半導体材料から構成される基板のポリシング方法であって、第一段階で、研磨材物質を含まないポリシング剤溶液を、ＦＡＰポリシングパッドと基板との間に導入し、そして第二段階で、研磨材物質を含むポリシング剤スラリーを、ＦＡＰポリシングパッドと基板との間に導入する前記ポリシング方法を開示している。該方法は、付加的なＣＭＰ段階（砥粒を含まないパッド、研磨材を含むポリシング剤スラリー）を含むことがある。上述のＦＡＰ法は、研削方法である（ＵＳ６，８２４，４５１号Ｂ２を参照）。
【０００９】
ＤＩＮ ８５８０によれば、"研削"とは、加工位置での機械的作用によって材料の結合力を失わせることによって、工作物の形状を変化させる、分離法であると理解される。機械的作用によって除去された材料粒子は、削屑と呼ばれる。削屑を除去する加工方法の例には、研削、鋸引き、やすり仕上げ、切断、旋削、粉砕、穿孔、平削り及び剪断が含まれる。研削は、削り取りを、形状的に不定の切断エッジによって行う点で区別される。それというのも、多くの研磨材本体は、その切断エッジが無作為な方向で固定されているからである（鋸引き、やすり仕上げ、旋削、粉砕、穿孔及び平削りの場合には、１つか又は数個の切断エッジだけが、工作物表面に対して予定された方向で固定されている）。工作物の材料の結合力を変化させられる切断エッジは、工作物の材質よりも硬質な材料から構成されるという点で区別される。
【００１０】
ＦＡＰ法の先行技術においては、研磨材本体の磨り減りは、微小破壊をもたらし、それにより新たな切断エッジが絶えず生成され、そして前記の磨り減りは、砥粒の遊離をもたらし、それにより新たな砥粒の新規の層が露出する。このメカニズムは、例えばＵＳ６，８２４，４５１号Ｂ２に記載されている。
【００１１】
研削方法は、該方法が結晶欠陥を生ずる点で区別される。これらは、脆性破壊亀裂系、格子転位、モザイク面（小傾角粒界）、非晶質化構造を有する表面層、スクラッチなどである。
【００１２】
先行技術による化学的加工法もしくは化学機械的加工法において、エッチング剤もしくはポリシング剤と半導体表面との反応は、材料の除去をもたらす。エッチング剤の例には、ＨＦ及びＨＮＯ3（酸性エッチング）もしくはＫＯＨ、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）、ＮａＯＨなど（アルカリ性エッチング）が含まれる。ポリシング剤は、ＯＨ-を反応体として含有する（アルカリ性シリカゾル）。この場合に、その反応は、エッチング液もしくはポリシング液中の反応性出発物質の半導体表面への輸送と、温度と、濃度と、特に局所的な材料組成と、材料特性とに依存する。局所的な材料組成とは、使用される半導体材料に加え、酸化物、金属もしくは他の材料の存在を意味するものと解されるべきである（例えばシリコン、ゲルマニウム、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、化合物半導体）。該反応に影響する材料特性は、例えばドーパントの存在と、ドーパントの濃度によって与えられる。
【００１３】
先行技術で公知のシリカゾルによる化学機械的ポリシングは、三体相互作用によって、すなわちポリシングパッド、シリカゾル及びウェハ表面の間の相互作用によって加工された表面からの材料除去をもたらす。
【００１４】
前記の三体相互作用は、材料の除去が、経路決定的な様式で行われず、すなわちポリシングパッド上の一点によって工作物表面にわたり描かれる経路にもっぱら沿って行われず、むしろ、付加的に、パッドとウェハ表面の間に確立されたポリシング剤被膜中のシリカゾル粒子の動力学（対流、乱流、拡散）によって決定されるという効果を有する。経路決定的でない加工は、材料の除去が確定的でない、すなわち、工具の動力学によってのみ決定されるという点で区別される。これにより、ウェハエッジからウェハ中央に向かってのポリシング剤の不足によるウェハエッジのテーパを理由とする不所望な凸状のウェハ形状がもたらされるか、又は場所的に優先的な材料の除去が、化学的にか、構造的にか、もしくは電気的に変動する特性を有する場所でもたらされる。
【００１５】
以下のことは、従来技術において、半導体ウェハの更なる加工方法として、前記の方法の他に知られている：
−  遊離砥粒を用いた２ディスクもしくは平行平面ラッピング（短縮して：ラッピング）、例えばＵＳ２００４／００４３７０９号Ａ１に開示されている；
−  容易に交換可能な作業レイヤー（"砥粒パッド"）中に結合された砥粒を用いたラッピング動力学による平行平面研削（遊星パッドグラインディング（Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｐａｄ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）、ＰＰＧ）、例えばＤＥ１０２００６０３２４５５号Ａ１で説明されている。好適な砥粒パッドは、例えばＵＳ６００７４０７号及びＵＳ６５９９１７７号Ｂ２に記載されている；
−  ２つの共直線性に配置されたカップ型研削ディスクの間での同時の両面研削（ダブルディスク研削（Ｄｏｕｂｌｅ−Ｄｉｓｋ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）、ＤＤＧ）、例えばＵＳ２００３／００６００５０号Ａ１で説明されている；
−  単独面研削（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｓｉｄｅ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）（ＳＳＧ）、表面回転研削もしくは単独面微細研削（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｓｉｄｅ Ｆｉｎｅ−Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）、ＳＳＦＧとも呼ばれる。これは、片面加工段階としてもしくは半導体ウェハのフロント側とリア側の連続的片面加工による両面での加工段階として行われる。例えばＥＰ２７２５３１号Ａ１で説明されている。
【００１６】
先行技術においては、常に主として凸状のウェハ形状の生成は回避できない。それというのも、ポリシング剤は、常に、ウェハ表面とパッド表面との間の作業ギャップに該ウェハエッジを介して供給する必要があるからである。従って、ポリシング剤の不足は、ウェハエッジからウェハ中央に向かって生ずる。このように、材料の除去は、ウェハエッジにおいては、ウェハの中央におけるよりも多く、それによりウェハ厚さのエッジロールオフが引き起こされる。将来の用途のためにウェハ領域を、意図されるように（ＩＴＲＳ＝"国際半導体技術ロードマップ"）、１ｍｍの幅を有するエッジ除外領域は別として使用しうるためには、可能な限り、かかるエッジロールオフを回避するように努めるべきである。従来技術は、依然として、上記概説した問題点を理由として、このための納得のいく解決手段を提供していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】ＵＳ２００３０５４６５０号Ａ
【特許文献２】ＤＥ１０００７３９０号Ａ１
【特許文献３】ＥＰ２０８３１５号Ｂ１
【特許文献４】ＵＳ４，９２７，４３２号
【特許文献５】ＷＯ９９／５５４９１号
【特許文献６】ＵＳ２００８／０１５３３９２号Ａ１
【特許文献７】ＤＥ１０２００７０３５２６６号Ａ１
【特許文献８】ＵＳ６，８２４，４５１号Ｂ２
【特許文献９】ＵＳ２００４／００４３７０９号Ａ１
【特許文献１０】ＤＥ１０２００６０３２４５５号Ａ１
【特許文献１１】ＵＳ６００７４０７号
【特許文献１２】ＵＳ６５９９１７７号Ｂ２
【特許文献１３】ＵＳ２００３／００６００５０号Ａ１
【特許文献１４】ＥＰ２７２５３１号Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
これにより、本発明の第一の課題が生ずる。特に、高い平坦度を半導体ウェハのエッジにまで達成する方法を提供することが意図される。
【００１９】
更に、引き上げ工程の間に、例えば、ドーパントが、放射状に変動する密度で、生ずる単結晶中に導入されることは知られている。これは、例えばＷ．ｖ．Ａｍｍｏｎ：Ｓｉｌｉｃｏｎ ｃｒｙｓｔａｌ ｇｒｏｗｔｈ，Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ − Ｆｒｏｍ Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｔｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，ｐ．２３９−２７０に記載されている。放射状に変動するドーパント濃度は、相応して、単結晶からスライシングによって作成されるウェハの放射状に変動する電子特性をもたらす。ウェハの平坦化のための後続の加工段階であって、その材料除去メカニズムが電子的相互作用を基礎とするものである段階は、従って、ドーパント濃度に従って放射状に変動する除去速度を経験する。その段階には、あらゆる化学的加工段階と化学機械的加工段階、特にエッチング及びシリカゾルを用いた化学機械的ポリシングが含まれる（電子的相互作用及び電子化学的相互作用並びにエッチングもしくはポリシングの間の除去メカニズムは、例えばＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ａ ６０，３４７−３６３（１９９５）に記載されている）。
【００２０】
エッチングと、特に化学機械的ポリシングが最終的な加工工程であるため、それが最終的には形状を決めるので、最も近い従来技術に従って作成される半導体ウェハは、常に、多かれ少なかれ明らかな放射状に対称的な表面の平坦さの変化を有する。かかる高さの変化は、従来技術に従って作成された半導体ウェハを、特に要求の多い半導体コンポーネント用の基板として適しないものにする。これは、前記の半導体コンポーネントが特に薄い垂直方向の機能層と分離層によって区分されるという理由からである。これらの層の作成は、コンポーネント製造の間の平坦な中間層の作成のためにポリシング工程を繰り返し使用することを必要とする。一様でない出発表面の場合には、ポリシングの間に、分離層の破断が生ずることがある。結果的に、こうして作成されたマイクロエレクトロニクスコンポーネント中に短絡が生じ、それは利用できないものとなる。
【００２１】
エッチングもしくは化学機械的ポリシングに対して、研削及びラッピングは、電子工学的に調節された領域で、材料除去がないか又は非常に僅かにすぎず、かつそれは無傷で顕著な優先的なものである；基礎となる除去メカニズムについては、これらの方法は、削屑の除去による構造的分離による純粋な機械的なものであり、研削の場合には、固定的に結合された砥粒による事実上の削り取りによって、そしてラッピングの場合には、スラリー中の遊離砥粒による脆性腐蝕性構造疲労によって行われる。
【００２２】
従って、第二の部分的な課題は、ウェハ表面の短波の同心円状の非平坦性を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の課題は、半導体ウェハの加工のための本発明による第一の方法であって、半導体表面の両面を同時に材料除去的に加工するポリシング工程Ａと、半導体ウェハの片面もしくは両面のいずれかを材料除去的に加工するポリシング工程Ｂとを含み、前記ポリシング工程Ａでは、研磨作用を有する物質を含有しないポリシングパッドが使用され、かつ研磨作用を有する物質を含有するポリシング剤が添加され、並びに前記ポリシング工程Ｂでは、微細構造化された表面を有し、かつ半導体材料よりも硬質な半導体ウェハと接触する材料を含有しないポリシングパッドが使用され、かつ１０以上のｐＨ値を有し、かつ研磨作用を有する物質を含有しないポリシング剤が添加される前記方法によって解決される。
【００２４】
ポリシング工程Ｂは、微細構造化されたパッドを用いた特別に適合されたポリシング工程である。ポリシング工程Ａは、好ましくはシリカゾルポリシングスラリーを用いた化学機械的な両面ポリシング工程に相当する。
【００２５】
本発明による方法は、ＤＥ１０２００７０３５２６６号Ａ１に記載される方法とは、２つのＦＡＰポリシング工程（研磨材を有するポリシング剤を用いる工程及び研磨材を用いない工程）と随時の付加的なＣＭＰポリシング段階の代わりに、化学機械的な両面ポリシング工程（ＤＳＰ）に続くか又はそれに先行する、特別に適合された微細構造化されたパッドを用いる１つだけのポリシング段階しか提供されないという点で異なっている。本発明の方法の成功に必須のことは、微細構造化されたパッドを用いたポリシング工程の間のポリシング剤溶液についての１０以上のｐＨ値と、工作物と接触する材質とパッド成分が、ポリシングされるべき半導体材料よりも低い硬度を有することである。ＤＥ１０２００７０３５２６６号Ａ１のＦＡＰポリシング工程のような研磨材を含有するポリシング剤スラリーを使用すると、本発明による方法は、成功しない。
【００２６】
例として、シリコンは、６．５のモース硬度を有する。シリコンウェハをポリシングする場合には、従って、６．５未満の硬度を有する材質から構成される研磨材を有するポリシングパッドが、あらゆる場合に使用されるべきである。
【００２７】
好適な研磨材の例には、約６のモース硬度（ＭH）を有する長石（Ｂａ，Ｃａ，Ｎａ，Ｋ，ＮＨ4）（Ａｌ，Ｂ，Ｓｉ）4Ｏ8が含まれるが、また特により軟質の材料、特に鉱物、例えばリン灰石（Ｃａ5（ＰＯ4）3（Ｆ，Ｃｌ，ＯＨ）、幾つかのより軟質な褐れん石（Ｃａ，Ｃｅ，Ｌａ，Ｙ）2（Ａｌ，Ｆｅ）3（ＳｉＯ4）3（ＯＨ）（ＭH＝５．．．７）、バストネサイト（Ｃｅ，Ｌａ，Ｙ）［（ＣＯ3）Ｆ］（ＭH＝４．．．４．５）、モナズ石（Ｃｅ，Ｌａ，Ｎｄ）ＰＯ4（ＭH＝５．．．５．５）、炭酸バリウムＢａＣＯ3（ＭH＝３．５）、硫酸バリウムＢａＳＯ4（ＭH＝３．．．３．５）、珪灰石（ケイ酸カルシウム、ＣａＳｉＯ3、ＭH＝４．．．５）、セリウム、イットリウム、スカンジウムもしくはイッテルビウムの酸化物（ＣｅＯ2、ＭH＝６；Ｙ2Ｏ3；Ｓｃ2Ｏ3；Ｙｂ2Ｏ3）及び多くの他の材料、好ましくはモース硬度ＭH６．５未満を有する鉱物が含まれる。
【００２８】
前記課題は、同様に、半導体ウェハの製造のための以下の段階：
（ａ）半導体単結晶を複数のウェハに分離する段階；
（ｂ）削屑を除去する加工によって半導体ウェハの両面を同時に加工する段階；
（ｃ）半導体ウェハをポリシングする段階；
（ｄ）１μｍ未満が除去される、半導体ウェハの片面を化学機械的ポリシングする段階
を、示される順序で含む本発明による第二の方法であって、前記段階（ｃ）は、半導体表面の両面を同時に材料除去的に加工するポリシング工程Ａと、半導体ウェハ表面の片面もしくは両面のいずれかを材料除去的に加工するポリシング工程Ｂとを含み、前記ポリシング工程Ａでは、研磨作用を有する物質を含有しないポリシングパッドが使用され、かつ研磨作用を有する物質を含有するポリシング剤が添加され、並びに前記ポリシング工程Ｂでは、微細構造化された表面を有し、かつ半導体表面よりも硬質な半導体表面と接触する材料を含有しないポリシングパッドが使用され、かつ１０以上のｐＨ値を有し、かつ研磨作用を有する物質を含有しないポリシング剤が添加される前記方法によって解決される。
【００２９】
本発明による第一の方法のポリシング工程Ｂと、本発明による第二の方法の段階ｃ）のポリシング工程Ｂにおいて、１つ以上の半導体ウェハの少なくとも片面は、回転する工作ディスク上に、圧力下で、回転させつつ、場合により追加の半径方向の揺動運動を伴ってガイドされている。この場合に、工作ディスクは、微細構造化され、かつ加工されるべき半導体表面よりも硬質な半導体表面と接触する物質を含有しないポリシングパッドを有し、そして１０以上のｐＨ値を有し、かつ研磨作用を有する物質を含有しないポリシング剤が、半導体表面とポリシングパッド表面とから形成される接触領域へと供給される。
【００３０】
好ましくは、この場合には、いわゆるリテーナリングは、半導体ウェハを取り囲み、そして加工の間の遊走もしくは離脱を防ぐ。この目的のために適したポリシング装置は、ＵＳ５，７３８，５７４号に記載されている。
【００３１】
その従来技術は、ポリシング工程Ｂに使用できるポリシングパッドを開示している。例として、好適な微細構造化されたパッドは、ＷＯ９９２４２１８号もしくはＵＳ５，１５２，９１７号に記載されている。
【００３２】
これらのパッドは、規則的に配置された一様な局所的な高所を有する表面を有する。すなわち"海溝"によって隔たれた周期的な"島"の配置である。これらの微細構造は、エンボシングによって作成される。同様に適しているのは、表面の微細構造化が、パッド硬度もしくは局所的弾性の側方調節によって、例えば材料混合物の変動によって、好適なフィラーの添加の変動によって、機械的押圧によって、合成樹脂混合物の局所的に変化する硬化によって、又は好適な繊維の混合物によって、などによりもたらされるポリシングパッドである。
【００３３】
ポリシング工程Ｂの実施に適したパッドは、該パッドが、工作物の材質よりも硬質なウェハ表面と接触する添加剤を含有しないことを特徴とする。ウェハ表面の材質より硬質なウェハ表面と接触する添加剤を含むパッドは、本発明による方法の実施には不適である。それというのも、これらの硬質な添加剤は、後加工を必要とする不所望なスクラッチ、粗さ及び結晶損傷などをもたらすからである。本発明による利点は、しかしながら、後加工によって、例えばＤＥ１０２００７０３５２６６号Ａ１を参考とする従来技術に従うシリカゾルを用いた更なる化学機械的ポリシングによって無効にされる。
【００３４】
ＩＬＤ平坦化のためのＦＡＰ法（ＷＯ９９／５５４９１号を参照）においては、フィールド酸化膜は、３〜５のモース硬度を有する。例えばα−Ａｌ2Ｏ3（モース硬度ＨＭ９）；γ−Ａｌ2Ｏ3（ＨＭ８）；ＳｉＣ（ＨＭ９．５）；石英様ＳｉＯ2（ＨＭ７）；ＣｅＯ2（ＨＭ６）もしくは他の材料から構成される添加剤が、ＦＡＰパッドに添加される。従って、その添加剤は、加工されるべき材料より硬質な材料から構成される。反対に、本発明による方法は、このことが厳密に避けられた場合にのみうまくいく。
【００３５】
本発明による第一の方法のポリシング工程Ｂと、本発明による第二の方法の工程ｃ）におけるポリシング工程Ｂ（本発明に必須となる微細構造化されたパッドを用いたポリシング工程とも呼ばれる）において、材料の除去は、二体相互作用によって、すなわち微細構造化されたパッド表面と工作物表面との間での二体相互作用によって行われる。材料の除去は、経路決定的な様式で、従って確定的に行われる。削屑除去的な加工による結晶欠陥は生じない。
【００３６】
本発明を、以下で図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、ドーパントの変動を伴う半導体ウェハと、その表面トポロジーに対する影響を示す；Ａ）本発明によらない加工の後、Ｂ）本発明による加工の後。
【図２】図２は、半導体ウェハと、そのエッジ領域におけるジオメトリに対する影響を示す；Ａ）本発明によらない加工の後、Ｂ）本発明による加工の後。
【図３】図３は、化学機械的な両面ポリシングの後の凸状の厚さプロフィールを有する半導体ウェハ（Ａ）と、本発明による加工の後の前記プロフィールにおける変化（Ｂ）を示す。
【図４】図４は、Ａ）本発明によらない加工による、Ｂ）本発明による第二の方法による加工による、半導体ウェハのそのエッジ領域におけるジオメトリの変化を示す。
【００３８】
本発明の対象は、ポリシング工程Ａとポリシング工程Ｂ（本発明に必須の微細構造化されたパッドを用いたポリシング）とを含む半導体ウェハの二部ポリシングである。
【００３９】
ポリシング工程Ａは、例えばアルカリ性のコロイド状に分散されたシリカゾルを用いた、化学機械的ポリシング段階に相当する。この化学機械的ポリシング段階は、先行する加工段階から生じた損傷を完全に取り除くために、従来技術（慣用のＤＳＰ）に従う比較加工の場合に必要となる量よりも少ない材料しか除去されないことを特徴とする。前記の損傷は、先行する削り取り加工段階から生ずる結晶性における擾乱（表面下損傷）、粗さ及びスクラッチを含み、また、先行する化学的プロセスにおいて、例えば酸性もしくはアルカリ性のエッチングの結果としての一様でない除去から生ずる標的形状からのずれも含む。このポリシング段階の間の除去の減少は、しかしながら、ポリシング工程Ｂによる第二のポリシング工程が下流で行われ、その間に更なる材料が除去される場合に、第一の場所で可能となるにすぎない。
【００４０】
そのため、ポリシング工程Ｂは、ポリシングパッドがその表面の微細構造化もしくは局所的弾性の調節を有することと、この表面層が、堅い支持体上に適用されていることを特徴とする。
【００４１】
微細構造化は、好ましくは、１０μｍ〜１０ｍｍの相関長と、１μｍ〜１ｍｍの鉛直方向の振幅を有するパッド表面の周期的もしくは無作為な高さの変化を含む。
【００４２】
特に好ましくは、前記相関長は、５０〜５０００μｍであり、前記振幅は、１０〜２５０μｍである。
【００４３】
パッド表面の局所的弾性の調節は、最良には、表面層の密度もしくは材料組成の局所的変動によって達成される。
【００４４】
好ましくは、該パッドは、また、弾性（コンプライアンス）の調節によって微細構造化をもたらす導入された固体の形で付加的な添加剤を含有するが、その場合には、前記固体は、本発明によれば、加工されるべき半導体表面よりも軟質である必要がある。
【００４５】
加工される半導体材料は、好ましくはシリコンである。
【００４６】
ポリシングパッドの弾性特性を変更するためにポリシングパッドに添加され、かつ半導体表面と接触しうる添加剤は、好ましくは、高くても６モースの硬度を有する。シリコンのポリシングの場合に関しては、こうして、添加剤は、加工されるべき半導体表面よりも軟質であることが保証される。
【００４７】
従って、形状と弾性の両方の点で微細構造化を有するポリシングパッドの一実施態様も好ましい。
【００４８】
下面側で、すなわち硬質な支持体層の下方に、該パッドは、付加的に、更なる軟質層（"サブパッド"）を有し、該層は、堅い支持体層によって決まる硬度が結果的に変化しない限り、ポリシングプレートにおける非平坦性を補償する。
【００４９】
前記の硬質な支持体層は、好ましくは、２５ｍｍまでの側方長さ範囲で、特に好ましくは１０ｍｍまでの側方長さ範囲で非弾性的にふるまう。
【００５０】
幾つかの市販されているポリシングパッドを、比較のために試験した。該方法は、本発明により実施でき、そして本発明の基礎となる課題は、該パッドが前記の必須の特性を有する場合にのみ達成できることが判明した。
【００５１】
パッドがいかなる微細構造化を有さない場合には、材料の除去は全く生じない。
【００５２】
パッドが、加工されるべき半導体表面よりも硬質であり、かつその表面と接触する添加剤を含有する場合には、不所望なスクラッチがウェハ表面上に生ずることがある。所望な低い表面粗さと損傷は、こうすることでは達成できない。
【００５３】
調査している間に、本発明に必須の微細構造化されたパッドを使用するポリシングの間に、好適なポリシングパッドとプロセスパラメータとを選択することによって、材料の除去は、余計な損傷をもたらす研磨作用（スクラッチ、粗さ、結晶損傷）なく、かつコロイド状に分散されたシリカゾルを使用した化学機械的ポリシングの不所望な特性（エッジロールオフ、短波非平坦性）なく得ることができることが判明した。
【００５４】
従来技術において公知のあらゆる方法は、反対に、ａ）研削による削屑除去的な材料の除去（形状的に不定の多数の切断エッジが固定されている；砥粒は工作物より硬質である；例えば層間絶縁膜のＦＡＰ研削）か、又はｂ）シリカゾルを用いた化学機械的ポリシング（研磨材を含有するポリシングスラリーの添加を伴う、化学的に補助された超微細なラッピング）のいずれも実施されないことが想定される。
【００５５】
殆ど損傷を有さない滑らかな表面をもたらす穏やかな材料除去的な加工工程が、研削せずに又は研磨材スラリーを用いずに、本発明に必須の微細構造化されたパッドを用いたポリシングによって実施できることと、前記ポリシングが、ポリシングパッドの好適な微細構造化の選択により、経済的な除去速度で、かつ確定的に経路決定的な様式で実施できることは、従来技術の観点では極めて予想外のことである。
【００５６】
更に、ポリシング剤溶液のｐＨ値も本発明に必須であることも判明した。中性のｐＨ値が示されるとき、材料の除去は、本発明に必須の微細構造化されたパッドを用いたポリシングの間には得られない。
【００５７】
このことは、このポリシングの材料除去メカニズムにおいて削屑除去的な相互作用が関与しないことの証拠として見なすことができる。それというのも、特に、当業者には、研削（削り取り）は、使用される冷却用潤滑剤のｐＨ値とは無関係であるため、特に中性のｐＨ値が示される場合でさえもかなりの材料の除去がなされるということが知られているからである。また、このことは、不所望な表面欠陥が、なぜ本発明による方法で回避できるのかを説明する。
【００５８】
表面が微細構造化され、かつ研磨作用を有しうる、パッドの機械的特性を変更するために混加される材料添加剤を含まないポリシングパッドを使用する本発明に必須のポリシングの間に、材料の除去は同様に得られるが、それは、ｐＨ値が相当のアルカリとなるように設定されている場合である、すなわち少なくとも１０のｐＨ値を有する場合である。
【００５９】
本発明に必須のポリシングの間の材料除去は、実質的に経路決定的な様式で、すなわち微細構造化されたパッドにより擦られる位置でのみ行われることを確認できた。従来技術において、経路決定的な材料除去は、今までは、削屑除去的な加工から知られていたにすぎなかった；この観点で、ここに表される本発明による方法にとって驚くべき知見である。
【００６０】
該方法の極めて好ましい効果は、化学的挙動の点で構造的に変更された（結晶格子歪み又は酸素析出物によって）又は電子的に変更された（ドーパントの変動によって）領域での優先的な化学的除去が、シリカゾルを用いた化学機械的ポリシング間に観察され、実質的に、本発明に必須の微細構造化されたパッドを用いたポリシングの間には抑制されるということである。短波の同心円状の非平坦性は、本発明に必須の第二のポリシング段階の後に振幅において、かつ顕著さにおいても減少する。
【００６１】
最後に、半導体ウェハのエッジに向けての厚さの減少（"エッジロールオフ"）は、減らすことができる。このことは、明らかに、第二のポリシング工程によって、すなわち微細構造化されたパッドを用いたポリシングによって、シリカゾルを用いたポリシングの、優先的な化学的攻撃とエッジから中央に向かってのポリシング剤の不足の形の欠点を回避することができるが、同時に、特に好ましい経路決定的な半導体表面の加工が、不利な削屑除去的な除去メカニズムを伴うことなく実現されることによるものである。
【００６２】
本発明によれば、弾性が調節されて微細構造化されたパッド表面を使用することで、一方で、非常に少ないＯＨ-しか半導体表面に通過せず、こうして優先的なエッチングが起こらず、他方で、非常に多くのＯＨ-がそこに通過し、こうしてエッジから中央に向かっての不足によるウェハ厚さのエッジロールオフが回避されることが想定される。
【００６３】
流体力学的理由（連続性、非圧縮性）のため、パッド表面と半導体表面との間の液膜中の剪断勾配が特に高く、その際、パッド表面の微細構造は、半導体表面と非常に近接するか、接触しさえもすることと、これはＯＨ-と半導体表面との経路決定的な反応を増幅することを予測できる。同様に、半導体表面上での、特に硬質なポリシングパッド位置によって描かれる経路に沿った局所的な摩擦熱は、そこでのより高い反応速度をもたらすことがあり、こうしてそれは経路決定的な化学的な材料除去を支持する。
【００６４】
更なる調査において、本発明に必須の微細構造化されたパッドを使用するポリシング（本発明による両方の方法におけるポリシング工程Ｂ）と区別される、経路決定的な材料の除去は、また、半導体ウェハの狙い通りの付形に利用することもできると認められた。
【００６５】
そのポリシングパッドは、通常は、硬質なポリシングパッド支持体を含む。前記支持体は、ポリシングパッドを堅くし、数ミリメートルまでの範囲において非弾性にする。そのポリシングパッドは、通常は付加的に軟質なポリシングパッド裏材（フォーム）を含む。前記裏材は、ポリシングパッドの弾性を、数センチメートルより大きい範囲においてもたらす。
【００６６】
従って、そのポリシングパッドは、凸形状が生ずるように、リテーナリングの高められた圧力によって事前に応力がかけられていてよい。半導体ウェハの凹状の厚さプロフィール、すなわち半導体ウェハの厚さがその中央からエッジに向かって増大することは、本発明による第二のポリシング段階によって得ることができる。
【００６７】
これが、実質的に、従来技術によるシリカゾルを用いた後続の両面ポリシングにおいて予測されるウェハ厚さのエッジロールオフと相補的に作用するように選択されれば、半導体ウェハの高度に平行平面的な目標形状が加工シーケンスの終わりに得られる。
【００６８】
本発明とその好ましい効果を、以下に図面を参照してより詳細に説明する。
【００６９】
図１は、（Ａ）最も近い従来技術において知られる方法による本発明によらずに加工された半導体ウェハと、（Ｂ）本発明による第一の方法のポリシング工程Ｂによって本発明により加工された半導体ウェハを示しており、そのそれぞれにおいて、結晶引き上げ工程の間での放射状に変動するドーパント導入の結果として電子的に不均一な半導体ウェハの例を基礎とする：半導体ウェハ１は、位置的に変動するドーパント濃度２（図１（Ａ）の上部）を含む。位置的に変動するドーパント濃度２による結合強度変動を理由とする不均一な材料の除去４の結果として、表面非平坦性５（図１（Ａ）の下方）は、従来技術によるポリシング方法（例えば研磨材シリカゾルを用いた化学機械的ポリシング）によるポリシングの結果として生ずる。
【００７０】
それに対して、本発明による第一の方法のポリシング工程Ｂは、均一な材料除去と、経路決定的な確定的な加工の点で、殆ど損傷を有さず、かつ高い局所的平坦度６を有する滑らかな表面をもたらす（図１（Ｂ））。
【００７１】
図２は、（Ａ）従来技術において知られる方法により本発明によらず加工された半導体ウェハと、（Ｂ）本発明による第一の方法のポリシング工程Ｂ、すなわち微細構造化されたパッドを使用した特別に適合されたポリシングにより本発明により加工された半導体ウェハとを示しており、そのそれぞれにおいて、均一な材料特性を有する半導体ウェハの例を基礎とする。従来技術による研磨材シリカゾルを用いた化学機械的ポリシングによる加工の間に、シリカゾルの半導体ウェハのエッジから中央に向かっての必要な輸送の間の不足は、半導体ウェハのエッジで高められた除去をもたらし、かつ不所望の凸形状７が生ずる（図２（Ａ））。
【００７２】
それに対して、本発明による方法で本発明に必須のポリシング工程Ｂは、一様な材料の除去によって平行平面形状８をもたらす。
【００７３】
図３は、（Ａ）従来技術において知られる、コロイド状に分散されたシリカゾルを２つの研磨材を含まないポリシングパッドの間に供給される研磨材を含むポリシング材として用いた同時の化学機械的な両面ポリシング（ＤＳＰ）により本発明によらず加工された半導体ウェハと、（Ｂ）シリカゾルを用いたＤＳＰによるポリシング工程Ａ及び引き続いての加工される半導体表面より硬質な半導体表面と接触する物質を含有しない微細構造化されたポリシングパッドを用いたポリシング工程Ｂ（その場合に、研磨作用を有する物質を含まず、かつ１０以上のｐＨ値を有するポリシング剤が供給される）により本発明により加工された半導体ウェハを示している。
【００７４】
しかしながら、引き続いてのポリシング工程Ｂにより、本発明による方法におけるＤＳＰ（図３（Ｂ））は、ここで、従来技術によるＤＳＰとの比較によって大きく低減された材料除去を伴って行われる。
【００７５】
従来技術におけるＤＳＰの間に、全体で１０μｍ〜５０μｍの材料が一般に除去される（例えばＤＥ１０１３２５０４号Ｃ１を参照）。この場合に、好ましくは、等しい量の材料が、半導体ウェハのフロント面及びリア面から除去される。すなわち各面から５μｍ〜２５μｍが除去される。
【００７６】
図３（Ｂ）による本発明による方法において、好ましくは、１μｍ〜２０μｍの、特に好ましくは３μｍ〜１０μｍの材料が、ＤＳＰの間に除去される（全体の材料除去）。
【００７７】
微細構造化されたパッドを用いた後続のポリシング工程Ｂの結果としての更なる材料除去のため、本発明による方法での全体の材料除去は十分に大きく、予備加工段階で生じたあらゆる表面損傷、粗さ及び化学的不均一性が確実に取り除かれ、滑らかで平坦な最終表面が生ずる。低減されたＤＳＰ除去のため、ポリシング工程Ａでは、しかしながら、半導体ウェハ１の凸形状９は、従来技術による高い材料除去を伴うＤＳＰの比較例（７）に対してあまり顕著ではない。半導体表面よりも硬質な半導体表面と接触する添加剤を含まない微細構造化されたポリシングパッドを使用する引き続き実施されるポリシング工程Ｂ（この場合に、研磨作用を有する物質を含まず、かつ１０以上のｐＨ値を有するポリシング剤が添加される）は、その経路決定的な除去を理由として、好ましくは、高まった領域から材料を除去し、こうして第一のポリシング段階で得られた僅かに凸状の半導体表面を、しかしながら半導体ウェハのエッジ領域で高められた材料除去をもたらさずに平坦化し、その結果、非常に良好な平坦度を有する半導体ウェハの全体の最終表面１０が得られる（図３（Ｂ）、下方）。
【００７８】
図４（Ａ）は、まず最初に、従来技術で知られるシリカゾルポリシング工程が、どのようにして、半導体ウェハのエッジから中央に向かってのシリカゾル不足による半導体ウェハの凸形状を避けようとするのかを示している。図解は、リテーナリング１２及びポリシングパッド１３を有する単独面ポリシング装置の保持装置１１（ポリシングヘッド、"チャック"）中での半導体ウェハ１についての断面を示している。半導体ウェハ１のリテーナリング１２にわたる"ネガティブな張り出し"２４によってシリカゾル１４の不足１５を妨げる試みがなされるが、その際、ポリシングパッド１３は、"引き伸ばされる"（２１）、すなわち該パッドは、半導体ウェハから半導体ウェハ１のエッジ領域においてリテーナリングによって押し離され、その弾性を理由に半導体ウェハの中央で半導体ウェハとより良く接触する。用語"張り出し"は、目標となる厚さに達したときの、保持装置にわたる半導体ウェハの突出を示す。張り出しは通常はポジティブである、すなわち、半導体ウェハは、ポリシング工程の終わりには、リテーナもしくはガイド装置から突き出ている（"突出"）。それというのも、結局、半導体ウェハは、ポリシングされるが、保持装置は、過剰な圧力の適用によって摩耗するからである。しかしながら、従来技術は、単独面ポリシング工程及び両面ポリシング工程（ＤＳＰ）を開示しており、そこでは、半導体ウェハが、その工程の終わりに、片面ポリシングの間にはリテーナ装置（リテーナリング）又はＤＳＰの間にはキャリヤーの張り出しより薄くなるまでの間、材料が除去される。このことは、ポリシングパッドの弾性を理由としてのみ可能である。
【００７９】
従来技術においては、半導体ウェハの凸形状は、事実上、この"アンダーハング"（ネガティブな張り出し）によっていくらか減らすことができる；右側のエッジ領域において、シリカゾル不足メカニズムが常に支配的であり、いわゆる厚さの"エッジロールオフ"を有するウェハが依然として得られる。図４（Ａ）の上方は、"アンダーハング"２４を有するポリシング前の半導体ウェハ１を示す。図４（Ａ）の真ん中は、半導体ウェハの片面が既にポリシングされた後に、半導体ウェハが裏返され、そして半導体ウェハの反対面のポリシングを始めることを示している。第一の面のポリシングの間に、半導体ウェハの第一の面の"エッジロールオフ"は、シリカゾル不足を理由に既に生じており（１７）、そして半導体ウェハのもう一方の面のエッジロールオフは、もう一方の面のポリシングの間に生ずる（１６）。半導体ウェハの弾性を理由として、そのエッジは、そのもう一方の面のポリシングの間にシリカゾル１４の動圧をいくらか避け、その結果として、半導体ウェハのもう一方の面のポリシングの間に、いくらかより小さいエッジロールオフが生じ、そして該半導体ウェハは、弾性的にほぼ平凸形状１８をとる。ポリシングの終わり後のポリシング収容装置から半導体ウェハを取り出した後に、半導体ウェハが弾性的に再び緩和されたときに、半導体ウェハの非対称的な両凸形状１９を有する非対称のエッジロールオフ２０が表面化する（図４（Ａ）、下方）。
【００８０】
同様に、半導体ウェハの両面が連続的に単独面でポリシングされず、むしろ同時に両面がＤＳＰによってポリシングされ、かつそのポリシングが、ポリシングの終わりに、半導体ウェハの"アンダーハング"を伴ってＤＳＰ装置のキャリヤの厚さ未満で行われる場合には類似の結果が得られる。半導体ウェハの対称的な両凸形状がこの場合には生ずる。
【００８１】
図４（Ｂ）は、本発明による第一の方法の一実施態様を、すなわちポリシング工程Ｂが両面ＤＳＰポリシング工程Ａを先行する場合を図示している。従って、まず、研磨材不含のポリシング剤と微細構造化されたポリシングパッドを使用したポリシングが行われる（図４（Ｂ）、上方）。この場合に、リテーナリング１２は、半導体ウェハの最終厚さを超えて突出する。すなわち、該ウェハは、"アンダーハング"を伴ってポリシングされる。リテーナリング１２は、長波の弾性的な微細構造化されたポリシングパッド１３を、ウェハのエッジ領域で押圧しており、こうして半導体ウェハの中央におけるより高度な材料除去がもたらされる（２１）。本発明による微細構造化されたパッドを用いて、研磨材を含有するポリシング剤を用いないポリシングは、エッジ領域に高められた除去をもたらさないので、反りを有するパッド形状（２１）は、このようにして、直接的に、高められた厚さを有する相応して（平）凹状のウェハ形状２２を、半導体ウェハのエッジ領域でもたらす（図４（Ｂ）、真ん中）。本発明による微細構造化されたパッドを用いるポリシング工程Ｂが連続的に両面で"アンダーハング"を伴って行われる場合に、これは、両凹状のウェハ形状をもたらす（エッジ領域で対称的な厚さの増大；図示せず）。同じ結果は、微細構造化されたパッドを用いた同時の両面ＤＳＰによってもたらされる（同様に図示せず）。前記の平凹状もしくは両凹状のウェハが、最終的に、シリカゾルを用いた第二の同時の両面ポリシング工程Ａに供される場合に、その際、エッジ領域で生ずる高められた材料除去は、シリカゾル不足を理由に事前に導入されたエッジの高所を減らす。
【００８２】
好ましい"アンダーハング"は、微細構造化されたパッドの弾性に依存し、０．１μｍ〜０．１ｍｍである。
【００８３】
好ましくは、所望の全体の材料除去（その程度は、事前の機械的加工の最大損傷深さによって決定される）は、研磨材不含のポリシング剤と微細構造化されたポリシングパッドを使用する第一のポリシング工程Ｂと、厳密に最大の平行平面の最終形状のウェハが作成されるシリカゾルを用いた第二の同時の両面ポリシング工程Ａとの間で分けられる。本発明により解決策が見出され理解されたので、これは、比較的簡単に、かつ２つのポリシング段階の間の部分的除去の比率的分配について実質的に自由な選択でさえも実現できる。それというのも、第一に、第一のポリシング工程の間のリテーナリング下のキャリヤの"アンダーハング"の量によって、こうして得られる凹部の程度は広い範囲の限界内で影響されることがあり、かつ第二に、シリカゾルを用いた後続の第二のＤＳＰの間のキャリヤの厚さ下のウェハの"アンダーハング"によって、ポリシング剤不足を理由とするエッジ厚さの減少が、増大され（張り出し）もしくは抑えられうる（深い"アンダーハング"）からである。
【符号の説明】
【００８４】
１  半導体ウェハ、  ２  場所により変動するドーパント濃度、  ４  一様でない材料の除去、  ５  表面の非平坦性、  ６  表面平坦度、  ７  ＤＳＰ後の凸形状、  ８  本発明による第一の方法による加工後の平行平面形状、  ９  ＤＳＰ＋ＣＭＰ後の凸形状、  １０  本発明による第二の方法による加工後の平行平面形状、  １１  ポリシングの間の半導体ウェハ用の保持装置、  １２  リテーナリング、  １３  ポリシングパッド、研磨パッド、  １４  コロイド状に分散したシリカゾル、  １５  シリカゾルの不足、磨り減り、減少、  １６  半導体ウェハのエッジにおけるフロント面での厚さの減少、  １７  半導体ウェハのエッジにおけるリア面での厚さの減少、  １８  平凸形状、  １９  両凸形状、  ２０  エッジに厚さの減少を伴う半導体ウェハ、  ２１  予張りされたパッド、  ２２  半導体ウェハのエッジにおけるフロント面での厚さの増加、  ２３  ＤＳＰポリシング後の平行平面形状、  ２４  半導体ウェハのネガティブな張り出し
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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