(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の形状のウェーハを研磨パッドにより研磨処理を行って、第２の形状のウェーハを製造するウェーハ製造方法において、
前記研磨パッドの累積使用時間を示す累積使用時間情報と、前記累積使用時間の前記研磨パッドによる研磨処理による研磨量を、前記第１の形状から前記第２の形状とするために研磨すべき目標研磨量に調整するために、前記ウェーハの各領域に対して形成しておくべき被覆膜厚を規定する膜厚情報とを対応付けて管理するステップと、
前記研磨パッドの前記研磨処理における累積使用時間を特定するステップと、
前記特定した累積使用時間を示す累積使用時間情報に対応する膜厚情報を検出するステップと、
前記検出した膜厚情報により規定される被覆膜厚の被覆膜を前記ウェーハの各領域に対して形成する被覆膜形成ステップと、
前記被覆膜が形成されたウェーハに対して、前記研磨パッドによる前記研磨処理を実行する研磨ステップと
を有するウェーハ製造方法。
【請求項２】
前記ウェーハの前記各領域は、前記ウェーハの中心を含む円形領域と、前記円形領域の周辺の少なくとも１以上の円環形領域とである
請求項１に記載のウェーハ製造方法。
【請求項３】
前記被覆膜は、酸化膜である
請求項１又は請求項２に記載のウェーハ製造方法。
【請求項４】
前記被覆膜形成ステップでは、オゾン水、又はオゾンガスを前記ウェーハに噴射することにより前記酸化膜を形成する
請求項３に記載のウェーハ製造方法。
【請求項５】
前記被覆膜形成ステップの前に、前記ウェーハに形成された自然酸化膜を除去する処理を実行するステップを更に有する
請求項３又は請求項4に記載のウェーハ製造方法。
【請求項６】
前記研磨ステップは、前記ウェーハの片面のみを研磨する
請求項1乃至請求項５のいずれか一項に記載のウェーハ製造方法。
【請求項７】
第１の形状のウェーハを研磨パッドにより研磨処理を行って、第２の形状のウェーハを製造するウェーハ製造方法において、
前記研磨処理における前記研磨パッドの累積使用時間に応じて変化する前記ウェーハの各領域に対する基準研磨量を特定するステップと、
前記第１の形状から第２の形状にするために研磨すべき前記ウェーハの各領域における目標研磨量を特定するステップと、
前記ウェーハの前記各領域において前記基準研磨量を前記目標研磨量に調整するために前記ウェーハの前記各領域に形成すべき被覆膜厚を特定するステップと、
前記特定した被覆膜厚の被覆膜を前記ウェーハの各領域に形成するステップと、
前記被覆膜が形成された前記ウェーハに対して前記研磨パッドにより前記研磨処理を実行するステップと
を有するウェーハ製造方法。
【請求項８】
第１の形状のウェーハを研磨パッドにより研磨処理を行って、第２の形状のウェーハを製造するウェーハ製造方法において、
前記研磨パッドが装着された定盤及び前記研磨パッドの形状を特定するステップと、
前記特定された形状の前記定盤及び研磨パッドにより研磨される前記ウェーハの各領域に対する研磨量を、前記第１の形状から第２の形状にするために研磨すべき前記ウェーハの各領域における目標研磨量に調整するために前記ウェーハの前記各領域に形成すべき被覆膜厚を特定するステップと、
前記特定した被覆膜厚の被覆膜を前記ウェーハの各領域に形成するステップと、
前記被覆膜が形成された前記ウェーハに対して前記研磨パッドにより前記研磨処理を実行するステップと
を有するウェーハ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ表面を研磨パッドにより研磨して、所望の形状のウェーハを製造するウェーハ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイスを形成するために使用できるウェーハを製造するために、例えば、シリコンインゴットから切り出されたウェーハに対して、粗研磨処理としてウェーハの両面を同時に研磨する両面鏡面研磨処理や、仕上げ研磨処理としてウェーハのデバイスが形成される側の表面を研磨する片面鏡面研磨処理などが行われる。
【０００３】
例えば、鏡面研磨処理においては、一般的にコロイダルシリカやアルカリ液、濡れ材等の混合物を含む研磨剤を、研磨パッド（研磨布）とウェーハとの間に介在させながら、ウェーハを研磨パッドに押し付けつつ、回転摺道させることによりウェーハを研磨している。
【０００４】
図１は、ウェーハ製造方法における鏡面研磨処理を説明する図である。
【０００５】
鏡面研磨処理においては、例えば、図１に示すような代表的な２つのパターンがある。すなわち、パターン１に示すように、両面鏡面研磨処理後において、中央部分が凹んでいる形状の両面鏡面研磨処理後ウェーハＢＷＡに対して、片面鏡面研磨処理を実行することにより、両面鏡面研磨処理後ウェーハＢＷＡから中央部分が凹んでいる研磨形状ＲＷＡを取り除くことにより、均一な厚さのウェーハＰＷＡを製造するパターンと、パターン２に示すように、両面鏡面研磨処理後において、中央部分が凸状の両面鏡面研磨処理後ウェーハＢＷＢに対して、片面鏡面研磨処理を実行することにより、両面鏡面研磨処理後ウェーハＢＷＢから中央部分が凸状の研磨形状ＲＷＢを取り除くことにより、均一な厚さのウェーハＰＷＢを製造するパターンなどがある。
【０００６】
例えば、パターン１に示すような鏡面研磨処理において、片面鏡面研磨処理後のウェーハの外周部が、中央部分よりも過剰に研磨されてしまっているという周辺ダレが発生することがある。
【０００７】
このような周辺ダレを抑制するために、例えば、ウェーハよりも研磨速度の遅いコート膜を少なくともウェーハの周辺部分に形成させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−４３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
研磨処理において使用される研磨パッドは、例えば、不織布にポリウレタンを含浸させた後、ウレタンを内部発泡させ、その発泡部分が表面に露出するようにバッフィング（サンドペーパー等による表面の削り取り）したものである。このような構成であるので、研磨パッドの発泡部分（ナップ層）は、研磨処理を実行すると、磨耗して、徐々に短くなっていくことになる。このため、研磨パッドの磨耗等によって同一の研磨パッドを使用していても、研磨パッドの状態によって製造されるウェーハの形状にばらつきが発生してしまう問題があった。
【００１０】
これに対しては、例えば、研磨パッドの累積使用時間に応じて、ウェーハを研磨する研磨パッドを含むテーブルの形状を変化させたり、或いは、ウェーハを保持する側から、ウェーハの領域毎にエアプレッシャーによるエアーを制御することによりウェーハの加工圧分布を変化させたりすることにより、研磨量を制御することも試みられている。
【００１１】
しかしながら、テーブル形状を変動させる場合には、一般的には、定盤の材質の線膨張を利用することとなるが、研磨加工面側も発熱するため、研磨パッドの状態を同様な状態に維持する制御が複雑であるという問題がある。また、エアプレッシャーを用いた場合には、研磨処理中に行われることとなるので、噴出されるエアーからの汚染物によるウェーハへの汚染や、バッキングフィルムの磨耗等によるウェーハへの汚染の問題があり、対応が困難であるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、適切な形状のウェーハを容易に製造することのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の観点に係るウェーハ製造方法は、第１の形状のウェーハを研磨パッドにより研磨処理を行って、第２の形状のウェーハを製造するウェーハ製造方法において、研磨パッドの累積使用時間を示す累積使用時間情報と、累積使用時間の研磨パッドによる研磨処理による研磨量を、第１の形状から第２の形状とするために研磨すべき目標研磨量に調整するために、ウェーハの各領域に対して形成しておくべき被覆膜厚を規定する膜厚情報とを対応付けて管理するステップと、研磨パッドの研磨処理における累積使用時間を特定するステップと、特定した累積使用時間を示す累積使用時間情報に対応する膜厚情報を検出するステップと、検出した膜厚情報により規定される被覆膜厚の被覆膜をウェーハの各領域に対して形成する被覆膜形成ステップと、被覆膜が形成されたウェーハに対して、研磨パッドによる研磨処理を実行する研磨ステップとを有する。ここで、累積使用時間とは、累積して使用された或る一時点の時間であってもよく、或る程度の幅を持つ時間であってもよい。係るウェーハ製造方法によると、研磨パッドの累積使用時間に応じて、研磨量を目標研磨量に調整するためにウェーハの各領域に対して形成しておくべき被覆膜厚を検出し、ウェーハの各領域にその膜厚の被覆膜を形成することができるので、研磨処理を実行することによって、ウェーハに対して目標研磨量の研磨を行うことができ、製造されるウェーハを所望の形状にすることができる。
【００１４】
上記ウェーハ製造方法において、ウェーハの各領域は、ウェーハの中心を含む円形領域と、円形領域の周辺の少なくとも１以上の円環形領域とであってもよい。係るウェーハ製造方法によると、ウェーハについて、円形領域と、円環形領域とで適切に被覆膜厚を調整することができ、製造されるウェーハの形状を、円形領域と、円環形領域とで適切に調整することができる。
【００１５】
また、上記ウェーハ製造方法において、被覆膜は、酸化膜であってもよい。係るウェーハ製造方法によると、ウェーハ上に、容易に被覆膜を生成することができる。
【００１６】
また、上記ウェーハ製造方法において、被覆膜形成ステップでは、オゾン水、又はオゾンガスをウェーハに噴射することにより酸化膜を形成するようにしてもよい。係るウェーハ製造方法によると、容易に被覆膜である酸化膜を生成することができる。
【００１７】
また、上記ウェーハ製造方法において、被覆膜形成ステップの前に、ウェーハに形成された自然酸化膜を除去する処理を実行するステップを更に有するようにしてもよい。係るウェーハ製造方法によると、被覆膜を生成する前に、ウェーハに生成されている自然酸化膜を適切に除去することができ、ウェーハ上の被覆膜の厚さを適切に調整することができる。
【００１８】
また、上記ウェーハ製造方法において、研磨ステップは、ウェーハの片面のみを研磨するようにしてもよい。係るウェーハ製造方法においては、ウェーハの片面を適切な形状に研磨することができる。
【００１９】
また、本発明の第２の観点に係るウェーハ製造方法は、第１の形状のウェーハを研磨パッドにより研磨処理を行って、第２の形状のウェーハを製造するウェーハ製造方法において、研磨処理における研磨パッドの累積使用時間に応じて変化するウェーハの各領域に対する基準研磨量を特定するステップと、第１の形状から第２の形状にするために研磨すべきウェーハの各領域における目標研磨量を特定するステップと、ウェーハの各領域において基準研磨量を目標研磨量に調整するためにウェーハの各領域に形成すべき被覆膜厚を特定するステップと、特定した被覆膜厚の被覆膜をウェーハの各領域に形成するステップと、ウェーハに対して研磨パッドにより研磨処理を実行するステップとを有する。係るウェーハ製造方法によると、研磨パッドの累積使用時間に応じて、基準研磨量を目標研磨量に調整するために、ウェーハの各領域に対して形成しておくべき被覆膜厚を特定し、ウェーハの各領域にその膜厚の被覆膜を形成することができるので、研磨処理を実行することによって、ウェーハに対して目標研磨量の研磨を行うことができ、製造されるウェーハを所望の形状にすることができる。
【００２０】
また、本発明の第３の観点に係るウェーハ製造方法は、第１の形状のウェーハを研磨パッドにより研磨処理を行って、第２の形状のウェーハを製造するウェーハ製造方法において、研磨パッドが装着された定盤及び研磨パッドの形状を特定するステップと、特定された形状の定盤及び研磨パッドにより研磨されるウェーハの各領域に対する研磨量を、第１の形状から第２の形状にするために研磨すべきウェーハの各領域における目標研磨量に調整するためにウェーハの各領域に形成すべき被覆膜厚を特定するステップと、特定した被覆膜厚の被覆膜をウェーハの各領域に形成するステップと、被覆膜が形成されたウェーハに対して研磨パッドにより研磨処理を実行するステップとを有する。係るウェーハ製造方法によると、研磨パッドが装着された定盤及び研磨パッドの形状から、研磨量を目標研磨量に調整するために、ウェーハの各領域に対して形成しておくべき被覆膜厚を特定し、ウェーハの各領域にその膜厚の被覆膜を形成することができるので、研磨処理を実行することによって、ウェーハに対して目標研磨量の研磨を行うことができ、製造されるウェーハを所望の形状にすることができる。また、累積使用時間を把握せずとも、ウェーハを所望の形状にすることができる。
【００２１】
また、本発明の第４の観点に係るウェーハ製造方法は、第１の形状のウェーハを研磨パッドにより研磨処理を行って、第２の形状のウェーハを製造するウェーハ製造方法において、研磨パッドを用いた研磨処理によるウェーハに対する各領域の研磨量を、第１の形状から第２の形状とするために研磨すべき目標研磨量に調整するために、ウェーハの領域に対して形成しておくべき被覆膜厚を特定するステップと、特定した被覆膜厚の被覆膜をウェーハの各領域に形成するステップと、被覆膜が形成されたウェーハに対して研磨パッドにより研磨処理を実行するステップとを有する。係るウェーハ製造方法によると、研磨量を目標研磨量に調整するために、ウェーハの各領域に対して形成しておくべき被覆膜厚を特定し、ウェーハの各領域にその膜厚の被覆膜を形成することができるので、研磨処理を実行することによって、ウェーハに対して目標研磨量の研磨を行うことができ、製造されるウェーハを所望の形状にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ウェーハ製造方法における鏡面研磨処理を説明する図である。
【図２】鏡面研磨処理における研磨パッドの累積使用時間と、研磨形状のＧＢＩＲとの関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る鏡面研磨装置の概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る酸化膜生成装置の概略構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る酸化膜厚テーブルを説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るウェーハのゾーンを説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るウェーハ製造処理のフローチャートである。
【図８】実施例と、比較例とにおけるウェーハの研磨形状のＧＢＩＲを示す図である。
【図９】実施例と、比較例とにおけるウェーハの研磨形状を説明する図である。
【図１０】定盤及び研磨パッドの形状と、研磨形状とを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２４】
まず、片面鏡面研磨処理における研磨パッドによるウェーハから取り除かれる研磨形状についての研磨パッドの累積使用時間との関係を説明する。
【００２５】
図２は、鏡面研磨処理における研磨パッドの累積使用時間と、研磨形状のＧＢＩＲとの関係を示す図である。ここで、ＧＢＩＲ（Global Backsurface-referenced Ideal plane / Range ）とは、研磨形状についての裏面の基準面から表面までの最大値と最小値との差を示している。累積使用時間は、第１期間から始まり、第２期間、第３期間・・・に進むに従って使用時間が長くなっていることを示している。線ＬＡは、研磨形状ＧＢＩＲを示し、線ＬＢは、研磨形状ＧＢＩＲのうちの研磨パッドの磨耗分布の変化による影響分を示し、線ＬＣは、研磨形状ＧＢＩＲのうちの研磨パッドにおけるシリカ保持分布の変化による影響分を示している。
【００２６】
図２の線ＬＡに示すように、研磨形状ＧＢＩＲは、累積使用時間が短い期間である第１期間から徐々に、減少していき、第４期間で最低となり、そこから累積使用時間が長くなると、徐々に増加していく。ここで、第１期間から第３期間までにおいては、研磨形状は、凸形状をしており、第４期間以降は、凹形状となっている。
【００２７】
このような研磨パッドの累積使用時間の違いによる研磨形状への影響について、発明者は、次のようなことを明らかにした。すなわち、研磨パッドの使用を開始して初期の時点（例えば、第１期間、第２期間）においては、酸化膜を除去する因子であるコロイダルシリカの研磨パッド内の保持量が不十分であり、その分布が研磨パッド内で均一でないことから、ウェーハの表面に均一に形成されている自然酸化膜の除去が、研磨パッドの全領域において均一でなく（研磨パッドの周辺部分には、コロイダルシリカが十分の保持されていなく）、結果として、研磨パッドの中心部分に接触するウェーハの中心部分がより研磨されて、研磨形状が凸状となってしまい、線ＬＣに示すように、研磨形状ＧＢＩＲを大きくしてしまう。そして、研磨パッドの使用を開始してから比較的時間が経過すると（例えば、第４期間以降）、コロイダルシリカの研磨パッド内における保持量が十分となり、その分布が研磨パッド内で均一となってくることにより、線ＬＣに示すように、研磨形状ＧＢＩＲに対する影響が少なくなる。
【００２８】
一方、研磨パッドは、累積使用時間が長くなるほど、研磨パッド自身が磨耗してしまって、研磨パッドの厚みの分布が変化し、結果として、研磨パッドの周辺部分に接触するウェーハの周辺部分が研磨されやすくなり、研磨形状は凹形状となっていき、線ＬＢに示すように、研磨形状ＧＢＩＲを大きくしてしまう。なお、このように、研磨パッドの累積使用時間によって、研磨形状が変化してしまうので、従来においては、所望の形状のウェーハを得るために、例えば、第３期間から第５期間にある研磨パッドを用いてウェーハを製造する片面鏡面研磨処理を行うように運用されていた。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態に係る鏡面研磨装置について説明する。
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態に係る鏡面研磨装置の概略構成図である。
【００３１】
鏡面研磨装置１０は、ウェーハＷのデバイスを形成する側の面を研磨する研磨装置であり、研磨剤供給部１１と、ホルダ回転軸１２と、ホルダ１３と、保持板１４と、研磨パッド１５と、定盤１６と、回転軸１７と、研磨装置制御部１８とを有する。研磨剤供給部１１は、ウェーハWを研磨するための研磨剤を研磨パッド１５上に供給する。ホルダ回転軸１２は、ホルダ１３を回転可能に支持するとともに、下方に対して加重をかけることができるようになっている。ホルダ１３は、保持板１４を保持する。保持板１４は、真空吸着等により研磨対象のウェーハWを保持する。研磨パッド１５は、例えば、不織布にポリウレタンを含浸させた後、ウレタンを内部発泡させ、その発泡部分が表面に露出するようにバッフィング（サンドペーパー等による表面の削り取り）したものである。定盤１６は、回転自在に回転軸１７に取り付けられ、その上に、研磨パッド１５が貼り付けられる。
【００３２】
研磨装置制御部１８は、研磨制御部１８aと、累積使用時間管理処理部１８ｂとを有する。研磨制御部１８aは、各部の動作を統括制御する。累積使用時間管理処理部１８ｂは、研磨処理をしている研磨パッド１５の使用開始からの研磨処理における使用時間（累積使用時間）を計測し、累積使用時間を記憶し、当該累積使用時間を所定のタイミングで後述する酸化膜生成装置２０に通知する。
【００３３】
この鏡面研磨装置１０においては、研磨対象のウェーハWを保持板１４に保持させるとともに、ホルダ１３を下方に押し付けることにより、ウェーハWを研磨パッド１５に押さえつけた状態とし、研磨処理が行われる。すなわち、ウェーハWを研磨パッド１５に押さえつけた状態を維持しておき、研磨剤供給部１１から研磨剤を研磨パッド１５に供給しつつ、ホルダ回転軸１２を回転させてウェーハWを回転させるとともに、定盤１６を回転軸１７により回転させて研磨パッド１５を回転させ、これにより、ウェーハWの下面を研磨パッド１５によって研磨する。
【００３４】
この研磨処理においては、累積使用時間管理処理部１８ｂは、研磨パッド１５の使用開始からの研磨処理における使用時間（累積使用時間）を計測して記憶し、当該累積使用時間を酸化膜生成装置２０に通知する。
【００３５】
図４は、本発明の一実施形態に係る酸化膜生成装置の概略構成図である。
【００３６】
酸化膜生成装置２０は、供給ノズル２１と、回転テーブル２２と、回転軸２３と、酸化膜生成装置制御部２４とを有する。
供給ノズル２１は、ウェーハＷ上に酸化膜を発生させるためのオゾン水、又はオゾンガスを噴射する。また、供給ノズル２１は、ウェーハＷ上に形成された酸化膜を除去するためのフッ化水素（ＨＦ）を噴射する。供給ノズル２１は、回転テーブル２２の中心に対向する位置から回転テーブル２２の径方向に移動可能となっている。回転テーブル２２は、円板状のテーブルであり、処理対象のウェーハＷを固定保持する。回転軸２３は、回転テーブル２２を回転させる。
【００３７】
酸化膜生成装置制御部２４は、酸化膜生成制御部２４ａと、酸化膜厚決定部２４ｂと、酸化膜厚情報記憶部２４ｃと、累計使用時間受信部２４ｄとを有する。
【００３８】
累計使用時間受信部２４ｄは、鏡面研磨装置１０の累計使用時間管理処理部１８ｂからの累計使用時間を受信し、酸化膜厚決定部２４ｂに渡す。
【００３９】
酸化膜厚情報記憶部２４ｃは、研磨パッド１５の使用期間（累積使用時間及び累積使用期間情報に対応）と、その研磨パッド１５による研磨処理を行った場合に、ウェーハＷから取り除かれる研磨形状（各領域の研磨量の集合）を所定の目標の研磨形状（目標研磨形状：各領域の目標研磨量の集合）にするためにウェーハＷの各領域に対して形成すべき酸化膜の膜厚（酸化膜厚）との対応関係を示す酸化膜厚テーブルを記憶する。ここで、本実施形態では、使用期間は、或る程度幅を持つ累積使用時間であり、この使用期間に対応する形成すべき酸化膜の膜厚が、累積使用時間の研磨パッドによる研磨処理を目標研磨形状にするための形成すべき酸化膜の膜厚である。なお、或る時点ごとの累積使用時間における形成すべき酸化膜の膜厚を管理するようにしてもよい。
【００４０】
図５は、本発明の一実施形態に係る酸化膜厚テーブルを説明する図である。
【００４１】
図５Ａは、研磨パッド１５の使用期間と、その研磨パッド１５によりＢａｒｅＳｉウェーハ（酸化膜なしのＳｉウェーハ）を研磨した際における研磨形状（基準研磨形状）と、目標とする研磨形状（目標研磨形状）とを説明する図である。図５Ｂは、酸化膜厚テーブルを示す。
【００４２】
図５Ａに示すように、研磨パッド１５を使用開始してから最初の第１期間においては、基準研磨形状は、凸状の研磨形状となり、第２期間においては、第１期間よりも凸が小さい凸状の研磨形状となり、第３期間においては、凹状の研磨形状となり、第４期間以降においては、時間が経過するほど（後の期間になるほど）凹の深さが大きな凹状の研磨形状となる。
【００４３】
本実施形態においては、このような各期間によって異なる基準研磨形状となってしまうものを、ウェーハＷの各領域の酸化膜の厚さを調整することにより、研磨対象のウェーハＷから取り除くべき研磨形状（目標研磨形状）とするようにする。本実施形態においては、鏡面研磨装置２０において、図１のパターン１に示す研磨を行う場合を例にしており、目標研磨形状は、比較的浅い凹上の研磨形状となっている。
【００４４】
基準研磨形状を目標研磨形状に調整するための原理としては、ウェーハＷ上の各領域に対して、Ｓｉよりも研磨速度が遅い（すなわち、削られにくい）酸化膜の厚さを調整して形成することにより、研磨対象のウェーハＷの各領域において、ウェーハＷのＳｉが研磨処理において実際に研磨される時間を調整でき、結果として、ウェーハＷから取り除かれるＳｉの研磨形状を調整できるということである。
【００４５】
図５Ｂは、酸化膜厚テーブルを示す。酸化膜厚テーブルは、図５Ａに示す各期間における基準研磨形状を目標研磨形状にするために、ウェーハＷの各領域に形成すべき酸化膜厚を示している。
【００４６】
ここで、本実施形態においては、図６に示すように、ウェーハＷについて、ウェーハＷの中心を中心とする円形領域（第１ゾーン）と、第１ゾーンに隣接する円環形の領域（第２ゾーン）と、第２ゾーンに隣接する円環形の領域（第３ゾーン）との３つの領域に分けて、それぞれの領域（ゾーン）に形成する酸化膜の膜厚を調整するようにしている。
【００４７】
例えば、研磨パッド１５の累積使用期間が第１期間内にある場合には、第１ゾーンには、０．８ｎｍ、第２ゾーンには、０．４５ｎｍ、第３ゾーンには、０．１ｎｍの酸化膜を形成することを示している。この場合には、第１ゾーンに形成される酸化膜が厚いので、第１ゾーン、すなわちウェーハＷの中心部におけるＳｉの研磨量を抑えることができ、結果として、酸化膜がない場合に凸状となってしまう研磨形状を、凹状の目標研磨形状にすることができる。したがって、ウェーハＷをより平坦化することができる。
【００４８】
また、研磨パッド１５の累積使用期間が第６期間内にある場合には、第１ゾーンには、０．３ｎｍ、第２ゾーンには、０．３ｎｍ、第３ゾーンには、０．６ｎｍの酸化膜を形成することを示している。この場合には、第３ゾーンに形成される酸化膜が厚いので、第３ゾーン、すなわちウェーハＷの外周部におけるＳｉの研磨量を抑えることができ、結果として、酸化膜がない場合に深い凹状となってしまう研磨形状を、比較的浅い凹状の目標研磨形状にすることができる。したがって、ウェーハＷをより平坦化することができる。
【００４９】
なお、各使用期間におけるウェーハＷの各領域に形成すべき酸化膜の膜厚については、例えば、各使用期間における研磨時に、各領域における酸化膜の膜厚を異ならせた複数のウェーハＷを用意し、それぞれに対して研磨処理を行って、所望の目標研磨形状となる膜厚を実験的に特定するようにしてもよく、また、酸化膜に対する研磨される速度（研磨速度）と、Ｓｉに対する研磨速度とに基づいて、基準研磨形状を目標研磨形状にするために必要な酸化膜の厚さを理論的に特定するようにしてもよい。
【００５０】
図４の説明に戻り、酸化膜厚決定部２４ｂは、累計使用時間受信部２４ｄから受け取った累計使用時間に対応する使用期間を特定し、酸化膜厚テーブルから当該使用期間に対応付けられたウェーハＷの各領域における酸化膜厚を取得し、当該酸化膜厚をウェーハＷの各領域に形成する酸化膜厚と決定し、酸化膜生成制御部２４ａに通知する。
【００５１】
酸化膜生成制御部２４ａは、各部２１〜２３を用いたウェーハＷにおける酸化膜の除去処理、ウェーハＷにおける酸化膜の形成処理の制御を行う。例えば、酸化膜生成制御部２４ａは、酸化膜厚決定部２４ｂにより通知されたウェーハＷの各領域に形成する酸化膜厚に基づいて、ウェーハＷへの酸化膜形成処理を制御する。
【００５２】
例えば、酸化膜生成制御部２４ａは、ウェーハＷにおける外側の領域に行くほど酸化膜厚が厚い場合には、供給ノズル２１をウェーハＷの中心に対向する位置に配置してオゾンガス又はオゾン水の散布し、中央領域（ゾーン１）の酸化膜厚が所望の膜厚になると想定される時間が経過したら、外側の次の領域に対向する位置に供給ノズル２１を移動させ、供給ノズル２１からオゾンガス又はオゾン水を散布し、当該領域の酸化膜厚が所望の膜厚になると想定される時間が経過したら、その外側の領域に対向する位置に供給ノズル２１を移動させるようにして同様な処理を行わせる制御を行う。また、酸化膜生成制御部２４ａは、ウェーハＷにおける内側の領域ほど酸化膜厚が厚い場合には、供給ノズル２１をウェーハＷの中心に対向する位置に配置してオゾンガス又はオゾン水を散布し、中央領域の酸化膜厚が所望の膜厚になると想定される時間が経過したら、外側の次の領域に対向する位置に供給ノズル２１を移動させ、供給ノズル２１からフッ化水素を散布して、当該領域及び外側の領域の酸化膜厚を減少させ、当該領域の酸化膜厚が所望の膜厚になると想定される時間が経過したら、その外側の領域に対向する位置に供給ノズル２１を移動させ、同様な処理を行うように制御を行う。なお、ウェーハＷの中間部分の領域の酸化膜厚が厚い場合や薄い場合には、酸化膜生成制御部２４ａは、供給ノズル２１の位置を変えるとともに、その位置でのオゾンガス又はオゾン水、又はフッ化水素のいずれを供給するかを適宜行うことにより、ウェーハＷの各領域の酸化膜厚を所望の厚さに調整することができる。
【００５３】
この酸化膜生成装置２０においては、酸化膜厚決定部２４ｂは、累計時間受信部２４ｄから受け取った累計使用時間に対応する使用期間を特定し、酸化膜厚テーブルから当該使用期間に対応付けられたウェーハＷの各領域の酸化膜厚を取得し、当該酸化膜厚をウェーハＷの各領域に形成する酸化膜厚と決定する。そして、酸化膜生成制御部２４ａが、処理対象のウェーハＷを回転テーブル２２に保持させた状態で、回転軸２３を回転させ、供給ノズル２１からフッ化水素を供給する。これにより、ウェーハＷに形成された自然酸化膜を除去することができる。次いで、酸化膜生成制御部２４ａが、回転軸２３を回転させ、供給ノズル２１によるオゾンガス、又はオゾン水の供給位置及び供給時間（場合によっては、更に、フッ化水素の供給位置及び供給時間）を制御することにより、ウェーハＷの各領域に、通知された酸化膜厚の酸化膜を形成する。
【００５４】
図７は、本発明の一実施形態に係るウェーハ製造処理のフローチャートである。
【００５５】
まず、両面鏡面研磨装置により研磨されたウェーハＷ（例えば、図１のパターン１に示す両面鏡面研磨処理後形状ウェーハＢＷＡ）を、酸化膜生成装置２０に投入する（ステップＳ１）。これにより、酸化膜生成装置２０の回転テーブル２２上にウェーハＷが固定されることとなる。
【００５６】
次いで、累積使用時間受信部２４ｄは、片面鏡面研磨装置１０における研磨パッド１５の累積使用時間を受信して取得し、又は受信していた累積使用時間を取得し、酸化膜厚決定部２４ｂに通知する（ステップＳ２）。
【００５７】
次いで、酸化膜厚決定部２４ｂは、通知された累積使用時間の属する使用期間を特定し、当該使用期間に対応付けられているウェーハＷの各領域において形成する酸化膜厚を、酸化膜厚情報記憶部２４ｃの酸化膜厚テーブルから取得して特定し、酸化膜生成制御部２４ａに特定したウェーハＷの各領域において形成する酸化膜厚を通知する（ステップＳ３）。
【００５８】
酸化膜生成制御部２４ａは、ウェーハＷが固定された回転テーブル２２を回転させるとともに、供給ノズル２１からフッ化水素を噴射させ、ウェーハＷ上に形成されている自然酸化膜を除去する（ステップＳ４）。
【００５９】
次いで、酸化膜生成制御部２４ａは、回転軸２３を回転させ、供給ノズル２１によるオゾンガス、又はオゾン水の供給位置及び供給時間（場合によっては、更に、フッ化水素の供給位置及び供給時間）を制御することにより、ウェーハＷの各領域に、通知された酸化膜厚の酸化膜を形成する（ステップＳ５）。
【００６０】
次いで、酸化膜生成装置２０からウェーハＷを取出して、片面鏡面研磨装置１０に投入し、片面鏡面研磨装置１０の保持板１４に保持させる。そして、片面鏡面研磨装置１０において、ホルダ１３を下方に押し付けることにより、ウェーハWを研磨パッド１５に押さえつけた状態とし、研磨処理が行われる。すなわち、ウェーハWを研磨パッド１５に押さえつけた状態を維持しておき、研磨制御部１８ａは、研磨剤供給部１１から研磨剤を研磨パッド１５に供給しつつ、ホルダ回転軸１２を回転させてウェーハWを回転させるとともに、定盤１６を回転軸１７により回転させて研磨パッド１５を回転させ、これにより、ウェーハWの下面を研磨パッド１５によって研磨する（ステップＳ６）。この際、ウェーハＷの各領域には、研磨パッド１５の累積使用時間に対応する膜厚の酸化膜が形成されているので、ウェーハＷからは、目標研磨形状又はそれに近い研磨形状のＳｉが取り除かれることとなり、所望する形状のウェーハＷが製造されることとなる。なお、この研磨処理中（ステップＳ６）においては、累計使用時間管理処理部１８ｂが、研磨パッド１５の累積使用時間を計測しており、当該累積使用時間が、酸化膜生成装置２０に送信されることとなる。
【００６１】
図８は、実施例と、比較例とにおけるウェーハの研磨形状のＧＢＩＲを示す図である。
【００６２】
比較例は、ウェーハＷの各領域の酸化膜厚を調整せずに、ウェーハＷに片面鏡面研磨処理を施した例であり、実施例は、研磨パッド１５の累積使用時間に応じてウェーハＷの各領域の酸化膜厚を調整した後に、ウェーハＷに片面鏡面研磨処理を施した例である。
【００６３】
比較例においては、ウェーハＷから取り除かれる研磨形状のＧＢＩＲの累積使用時間が異なることによるばらつきが大きい。これに対して、実施例においては、ウェーハＷから取り除かれる研磨形状のＧＢＩＲが累積使用時間によらず、比較的安定している。このことから、実施例においては、累積使用時間によらず、ウェーハＷから比較的近い形状の研磨形状が取り除かれることとなり、片面鏡面研磨処理によって製造されるウェーハＷの形状が、研磨パッド１５の累積使用時間に関わらず、比較的均一なものとなる。
【００６４】
図９は、実施例と、比較例とにおけるウェーハの研磨形状を説明する図である。
【００６５】
比較例は、ウェーハＷの各領域の酸化膜厚を調整せずに、ウェーハＷに片面鏡面研磨処理を施した例であり、実施例は、研磨パッド１５の累積使用時間に応じてウェーハＷの各領域の酸化膜厚を調整した後に、ウェーハＷに片面鏡面研磨処理を施した例である。
【００６６】
図９に示すように、比較例においては、ウェーハＷから取り除かれる研磨形状の形状が、第１期間では、凸状であり、研磨パッド１５の累積使用時間の経過に従って、凹状に変化してしまう。すなわち、片面鏡面研磨処理によって製造されるウェーハＷの形状が累積使用時間によってばらついてしまう。
【００６７】
一方、実施例においては、第１期間から第８期間までの間、凹状の研磨形状となるので、片面鏡面研磨処理によって製造されるウェーハＷの形状を累積使用期間によらず、均一にできるとともに、取り除く研磨形状を凹状とすることができるので、製造されるウェーハＷの形状を平坦にすることができる。
【００６８】
また、実施例に示すように、第１期間から第８期間に亘って均一した研磨形状とすることができるので、従来においては、交換されてしまうような累積使用時間（例えば、第６期間）が経過した研磨パッドであっても、交換することなく使用することができ、研磨パッドの寿命を延長することができ、ウェーハＷの製造コストを低減することができる。
【００６９】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。
【００７０】
例えば、上記実施形態では、研磨パッド１５の累積使用時間を期間に区切り、当該使用期間に対して、所定の目標研磨形状（目標研磨量の集合）とするためのウェーハＷの各領域における酸化膜厚を対応付けるようにしていたが、例えば、基準研磨形状（基準研磨量の集合）に対して、所定の目標研磨形状とするウェーハの各領域の酸化膜厚を対応付けて管理しておくようにしてもよく、この場合には、研磨パッド１５の状態における基準研磨形状を特定し、その基準研磨形状に対応する酸化膜厚を、管理している情報から特定して、当該酸化膜厚の酸化膜を形成するようにすればよい。
【００７１】
このような基準研磨形状を特定して、酸化膜厚を特定する方法の一例を以下に示す。
【００７２】
図１０には、定盤及び研磨パッドの形状と、研磨形状とを説明する図である。図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃには、定盤及び研磨パッドの形状と、その形状の定盤及び研磨パッドによる基準研磨形状を示している。
【００７３】
同図に示すように、定盤１６及び研磨パッド１５の形状と、基準研磨形状とは、関係があるので、定盤１６及び研磨パッド１５の形状と、基準研磨形状との対応を予め実験により特定しておくことにより、その時点における定盤１６及び研磨パッド１５の形状から、その時点の研磨処理における基準研磨形状を特定することができる。
【００７４】
従って、例えば、定盤１６及び研磨パッド１５の形状と、その状態の研磨パッド１５による基準研磨形状とを対応付けて管理しておき、定盤１６及び研磨パッド１５の形状を測定し、その形状に対応する基準研磨形状を特定し、特定した基準研磨形状に基づいて、所定の目標研磨形状にするためにウェーハＷの各領域に形成する酸化膜の酸化膜厚を特定するようにしてもよい。また、定盤１６及び研磨パッド１５の形状と、その形状における基準研磨形状を所定の目標研磨形状とするように調整するためのウェーハＷの各領域への酸化膜厚と対応付けておき、測定した定盤１６及び研磨パッド１５の形状から酸化膜厚を特定するようにしてもよい。要は、定盤１６及び研磨パッド１５の形状から酸化膜厚を特定することのできる対応関係を予め用意しておけばよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、酸化膜生成装置２０の酸化膜生成装置制御部２４により、ウェーハＷの各領域へ形成する酸化膜の酸化膜厚を決定するようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、酸化膜生成装置制御部２４の実行している処理の少なくとも一部、例えば、ウェーハＷの各領域に形成する酸化膜厚を決定する処理を、ユーザーが実行するようにしてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、目標研磨形状（目標研磨量の集合）として、或る凹状の研磨形状とした例を示していたが、本発明はこれに限られず、例えば、複数の目標研磨形状毎に、ウェーハＷの各領域に形成する酸化膜の膜厚を対応付けて管理するようにしてもよい。
【００７７】
また、上記実施形態においては、酸化膜厚を対応付けて管理するようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、酸化膜厚を形成するためにオゾンガス又はオゾン水を供給する時間を管理するようにしてもよく、要は、ウェーハＷの各領域に形成する酸化膜厚を特定することのできる情報（膜厚情報）であればよい。
【００７８】
また、上記実施形態においては、ウェーハＷの各領域に酸化膜を形成して、ウェーハＷから実際に研磨される研磨量を制御するようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、ウェーハＷの各領域に窒化膜を形成するようにしてもよく、また、ウェーハＷの各領域に樹脂膜を形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０  片面鏡面研磨装置、１１  研磨剤供給部、１２  ホルダ回転軸、１３  ホルダ、１４  保持板、１５  研磨パッド、１６  定盤、１７  回転軸、１８  研磨装置制御部、１８ａ  研磨制御部、１８ｂ  累積使用時間管理処理部、２０  酸化膜生成装置、２１  供給ノズル、２２  回転テーブル、２３  回転軸、２４  酸化膜生成装置制御部、２４ａ  酸化膜生成制御部、２４ｂ  酸化膜厚決定部、２４ｃ  酸化膜厚情報記憶部、２４ｄ  累積使用時間受信部。
【図１】
0005533111.tif 000002
【図３】
0005533111.tif 000003
【図４】
0005533111.tif 000004
【図５】
0005533111.tif 000005
【図６】
0005533111.tif 000006
【図７】
0005533111.tif 000007
【図８】
0005533111.tif 000008
【図２】
0005533111.tif 000009
【図９】
0005533111.tif 000010
【図１０】
0005533111.tif 000011