(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを製造するための方法において、
（ａ）２０．０〜６０．０μｍの平均粒度を有する研磨材を含む研削ディスクによって、単結晶から切断された半導体ウェハのエッジを丸み付けし、
（ｂ）ローリング装置によって回転させられる複数のキャリヤのうちの１つのキャリヤにおける切欠に自由に可動に位置しかつこれによりサイクロイド状軌道で移動させられる半導体ウェハの同時両面材料除去プロセシングを行い、この場合、半導体ウェハは２つの回転する環状の加工ディスクの間において処理され、各加工ディスクが、５．０〜２０．０μｍの平均粒度を有する研磨材を含む加工層を有しており、
（ｃ）ローリング装置によって回転させられる複数のキャリヤのうちの１つのキャリヤにおける切欠に自由に可動に位置しかつこれによりサイクロイド状軌道で移動させられる半導体ウェハの同時両面材料除去プロセシングを行い、この場合、半導体ウェハは２つの回転する環状の加工ディスクの間において処理され、各加工ディスクが、０．５〜１５．０μｍの平均粒度を有する研磨材を含む研磨布を有しており、粒度が、ステップ（ａ）において使用される粒度よりも小さく、
（ｄ）１．０〜２０．０μｍの平均粒度を有する研磨材を含む研削ディスクによって半導体ウェハのエッジの丸味づけを行い、粒度が、ステップ（ａ）において使用される粒度よりも小さく、
（ｅ）半導体ウェハの面ごとに、１μｍ以下の材料除去とともに、エッチング媒体を用いて半導体ウェハの両面を処理し、
（ｆ）０．１〜１．０μｍの粒度を有する研磨材を含むポリシングパッドを使用して半導体ウェハの少なくとも一方の面をポリシングし、
（ｇ）半導体ウェハのエッジのポリシングを行い、
（ｈ）少なくとも前面の化学機械的ポリシング（ＣＭＰ）を行う
ことを含むことを特徴とする、半導体ウェハを製造するための方法。
【請求項２】
ステップ（ｆ）において、半導体ウェハの前面が、０．１〜１．０μｍの平均粒度を有する固定結合された研磨材を有するポリシングパッドを用いてポリシングされ、それと同時に半導体ウェハの裏面がＣＭＰによってポリシングされる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｈ）において、前面のＣＭＰポリシングと同時に、半導体ウェハの裏面が、固定結合された研磨材を有するポリシングパッドを用いて同時にポリシングされる、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
ステップ（ｆ）において使用されるポリシングパッドが、炭化ケイ素と、窒化ホウ素と、ダイヤモンドと、並びにセリウム元素、アルミニウム元素、ケイ素元素、ジルコニウム元素の酸化物とから成るグループから選択された研磨材粒子を有する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
ステップ（ｅ）において、半導体ウェハの面ごとの材料除去量が、少なくとも０．１ｎｍでかつ多くとも１μｍである、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ステップ（ｇ）において、中央で回転する半導体ウェハのエッジが、所定の力で、中央で回転するポリシングドラムに対して押し付けられ、固定結合された研磨材を有するポリシングパッドがポリシングドラムに提供され、固体を含有しないポリシング剤溶液が連続して供給され、使用されるポリシングパッドが、炭化ケイ素と、窒化ホウ素と、ダイヤモンドと、並びにセリウム元素、アルミニウム元素、ケイ素元素、ジルコニウム元素の酸化物とから成るグループから選択された研磨材粒子を有する、請求項から１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ａ）において、研削ディスクの平均粒度が、２５〜３０μｍ又は３０〜４０μｍである、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｂ）において、加工層の研磨材が、５〜１０μｍの平均粒度を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法
【請求項９】
ステップ（ｃ）において、加工層の研磨材が、０．５〜４μｍの平均粒度を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ステップ（ｄ）において、研削ディスクの平均粒度が、１．０〜１０μｍである、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によれば、半導体ウェハは、多数の連続したプロセスステップにおいて製造され、これらのプロセスステップは以下のグループに分割することができる：
ａ）半導体材料から成る単結晶の製造（結晶引上げ）
ｂ）個々のウェハへの半導体単結晶の分離（"ウェハリング"、"ソーイング"）
ｃ）半導体ウェハの機械的プロセシング
ｄ）半導体ウェハの化学的プロセシング
ｅ）半導体ウェハの化学機械的プロセシング
ｆ）半導体ウェハの熱処理及び／又は半導体ウェハのエピタキシャル被膜形成。
【０００３】
さらに、クリーニング、計測及びパッケージング等の多数の二次的なステップがある。
【０００４】
半導体単結晶は、通常、融液から単結晶を引き上げることによって（ＣＺ又はチョクラルスキー法）又は多結晶半導体材料から成るロッドを再結晶化させることによって（ＦＺ又はフローティングゾーン法）製造される。
【０００５】
公知の分離方法は、ワイヤソーイング（"マルチワイヤスライシング"、ＭＷＳ）及び内径ソーイングを含む。
【０００６】
ワイヤソーイングの場合、多数の半導体ウェハは１つの結晶片から一回の作業で切断される。
【０００７】
機械的なプロセシングは、ソーイングの凹凸を除去するために、より粗いソーイングプロセスによって結晶形式で損傷された又はソーイングワイヤによって汚染された表面層を除去するために、及び主として半導体ウェハの全体的な平坦化のために働く。表面研削（片面、両面）及びラッピングがここでは知られており、機械的なエッジプロセシングステップも知られている。
【０００８】
片面研削の場合、半導体ウェハは、裏面において支持体（"チャック"）に保持され、前面において、カップ研削ディスクによって、支持体及び研削ディスクを回転させかつゆっくりと半径方向に移動させながら、平坦化される。半導体ウェハの表面研削のための方法及び装置は、例えば、米国特許第３９０５１６２号明細書及び米国特許第５４００５４８号明細書若しくは欧州特許第０９５５１２６号明細書から公知である。この場合、半導体ウェハは一方の面によってウェハホルダに固定して保持されるのに対し、反対の面は研削ディスクによって、ウェハホルダ及び研削ディスクが回転して互いに押し付けられることによって処理される。この場合、半導体ウェハは、半導体ウェハの中心が実質的にウェハホルダの回転中心に一致するようにウェハホルダに固定される。さらに、研削ディスクは、半導体ウェハの回転中心が、研削ディスクの歯によって形成された加工領域又はエッジ領域に達するように位置決めされる。その結果、半導体ウェハの面全体を、研削平面におけるいかなる移動も行うことなく研削することができる。
【０００９】
同時両面研削（"ダブルディスク研削"、ＤＤＧ）の場合、半導体ウェハは、互いに向き合った同一線上のスピンドルに取り付けられた２つの研削ディスクの間で自由に浮動する形式で両面において同時に処理され、プロセスにおいて、前面及び裏面に作用するウオータークッション（液圧原理）又はエアクッション（空気静力学原理）の間で軸方向の拘束力をほとんど受けることなく案内され、包囲する薄いガイドリングによって又は個々の半径方向スポークによって、半径方向で緩く浮動することが妨げられている。
【００１０】
ラッピングの場合、鋼から成りかつラッピング剤のより良好な分配のための溝が設けられた上側及び下側の加工ディスクの間に研磨材料を含有するスラリを供給しながら特定の圧力をかけて半導体ウェハは移動させられ、これにより、半導体材料が除去される。
【００１１】
独国特許出願公開第１０３４４６０２号明細書及び独国特許出願公開第１０２００６０３２４５５号明細書は、ラッピングと同様の移動シーケンスによって複数の半導体ウェハの両側を同時に研削するための方法を開示しており、この方法は、加工ディスクに提供された加工層（"フィルム"、"パッド"）に固定結合された研磨材が使用されることを特徴とする。このタイプの方法は、"ラッピング運動学を用いる微細研削"又は"プラネタリ・パッド・グラインディング"（ＰＰＧ）と呼ばれる。
【００１２】
ＰＰＧの場合に使用されかつ２つの加工ディスクに接着結合された加工層は、例えば、米国特許第６００７４０７号明細書及び米国特許第６５９９１７７号明細書に記載されている。プロセシングの間、半導体ウェハは、半導体ウェハを収容するための対応する開口を有する、薄い案内ケージ、いわゆるキャリヤに挿入される。キャリヤは、内側及び外側の歯付きリングを有するローリング装置に係合する外側歯を有しており、上側及び下側の加工ディスクの間に形成された加工ギャップにおいて前記ローリング装置によって移動させられる。
【００１３】
向き付け切欠等のあらゆる既存の機械的マーキングを有する半導体ウェハのエッジも、通常、処理される（"エッジラウンディング"、"エッジノッチグラインディング"）。このために、異形研削ディスクを用いる研削ステップ又は連続的又は周期的なツール前進を用いるベルト研削法が使用される。
【００１４】
未処理の状態のエッジは特に破損に敏感でありかつ半導体ウェハはエッジ領域における僅かな圧力及び／又は温度負荷によってさえも損傷される恐れがあるので、これらのエッジラウンディング法は必要である。
【００１５】
研削され、エッチング媒体によって処理されたウェハエッジは、通常、その後のプロセシングステップにおいてポリシングされる。この場合、中央で回転する半導体ウェハのエッジは、中央で回転するポリシングドラムに対して特定の力（接触圧）で押し付けられる。米国特許第５９８９１０５号明細書は、このタイプのエッジポリシング法を開示しており、このエッジポリシング法では、ポリシングドラムは、アルミニウム合金から成り、ポリシングドラムに提供されたポリシングパッドを有している。半導体ウェハは、通常、平坦なウェハホルダ、いわゆるチャックに固定されている。半導体ウェハのエッジは、ポリシングドラムに自由にアクセス可能であるように、チャックよりも突出している。
【００１６】
化学的プロセシングステップのグループは、通常、ウェットケミカルクリーニング及び／又はエッチングステップを含む。
【００１７】
化学機械的プロセシングステップのグループは、部分的には化学反応によって、部分的には機械的な材料除去（研磨）によって、表面が平滑化され、表面の残留する損傷が除去されるポリシングステップを含む。
【００１８】
片面において加工するポリシング法（"片面ポリシング"）は、概して、より不十分な平面平行度につながり、両面に作用するポリシング法（"両面ポリシング"）は、向上した平坦度を有する半導体ウェハを製造することを可能にする。
【００１９】
従来技術によれば、研削、クリーニング及びエッチングステップの後、半導体ウェハの表面は、除去ポリシングによって平滑化される。片面ポリシング（ＳＳＰ）の場合、半導体ウェハは、プロセシングの間、裏面において、支持プレートに、セメントによって、真空によって又は接着によって保持される。両面ポリシング（ＤＳＰ）の場合、半導体ウェハは、薄い歯付きディスクに緩く挿入され、ポリシングパッドによって被覆された上側及び下側のポリシングプレートの間において"自由浮動"形式で前面及び後面において同時にポリシングされる。
【００２０】
さらに、半導体ウェハの前面は、しばしば、例えばアルカリポリシングゾルを用いてソフトポリシングパッドによって、ヘイズフリー式にポリシングされる。このステップはしばしば、文献においてＣＭＰポリシング（"化学機械的ポリシング"）と呼ばれる。ＣＭＰ法は、例えば、米国特許出願公開第２００２−００７７０３９号明細書及び米国特許第２００８−０３０５７２２号明細書に開示されている。
【００２１】
従来技術は、同様に、いわゆる"固定研磨ポリシング"（ＦＡＰ）技術を開示しており、この技術において、シリコンウェハはポリシングパッドにおいてポリシングされるが、しかしながら、ポリシングパッドは、ポリシングパッドに結合された研磨材料を含んでいる（"固定研磨パッド"）。このようなＦＡＰポリシングパッドが使用されるポリシングステップは、以下、略してＦＡＰステップと呼ぶ。
【００２２】
国際公開第９９／５５４９１号明細書には、第１のＦＡＰポリシングステップと、その後の第２のＣＭＰポリシングステップとを含む２段階ポリシング法が記載されている。ＣＭＰにおいて、ポリシングパッドは、結合されていない研磨材料を含んでいない。この場合、ＤＳＰステップの場合のように、研磨材料は、シリコンウェハとポリシングパッドとの間にスラリの形式で導入される。このような２段階ポリシング法は、特に、基板のポリシングされた表面にＦＡＰステップによって残された掻き傷を排除するために使用される。
【００２３】
独国特許出願公開第１０２００７０３５２６６号明細書には、ＦＡＰタイプの２つのポリシングステップを含む、シリコン材料から成る基板をポリシングするための方法が記載されており、この方法は、１つのポリシングステップにおいて、固体としての結合されていない研磨材料を含むポリシング剤スラリが基板とポリシングパッドとの間に導入されるのに対し、第２のポリシングステップにおいて、ポリシング剤スラリが、固体のないポリシング剤溶剤と交換されるという点で異なる。
【００２４】
半導体ウェハには、しばしば、エピタキシャル層、すなわち単結晶形式で成長した、同じ結晶配列を有する層が設けられており、この層に、後で、半導体コンポーネントが提供される。このようなエピタキシャルに被覆された半導体ウェハは、均一な材料から成る半導体ウェハよりも利点を有しており、例えば、構成要素の短絡が続くバイポーラＣＭＯＳ回路における電荷反転の回避（"ラッチアップ"問題）、より低い欠陥密度（例えばＣＯＰの減じられた数（"結晶起源粒子"））、及びかなりの酸素含有量の不在、この場合、コンポーネント関連領域における酸素沈殿による短絡リスクを排除することが可能である。
【００２５】
重要なことは、どのように前記機械的及び化学機械的又は純粋に化学的な方法ステップが、半導体ウェハを製造するためのプロセスシーケンスに配列されるかということである。
【００２６】
ＳＳＰ、ＤＳＰ及びＣＭＰ等のポリシングステップ、エッチング処理及びエピタキシステップは、特にエッジ領域における半導体ウェハの平坦度の低下につながる。
【００２７】
したがって、従来技術において、平坦度の低下を最小限に制限するためにも、ポリシングの間の材料除去を最小限にするための努力が行われてきた。
【００２８】
米国特許第５９４２４４５号明細書は、結晶からウェハをスライシング（ソーイング）し、半導体ウェハのエッジを丸味づけ、次いで、半導体ウェハの前面及び裏面の両面研削及び片面研削を含むことができる研削ステップを行い、半導体ウェハにアルカリウェットエッチングを行い、最後に、ＤＳＰによって半導体ウェハをポリシングすることを提案している。両面研削は、ラッピングステップと交換することもできる。プラズマエッチングを、ウェットエッチングの後に行うこともできる。最後に、研削ステップ及ぶウェットエッチングを、プラズマエッチングと交換することもできる。
【００２９】
この方法によって得られるＤＳＰによってポリシングされた半導体ウェハは、ウェットケミカル処理及びプラズマ補助化学エッチング（ＰＡＣＥ）の使用によりエッジ領域における不十分なジオメトリを有している。つまり、最良でも、許容できる平坦度の値を有する半導体ウェハは、少なくとも２ｍｍのエッジ排除を常に基礎とするならば得られる（ＩＴＲＳ"ロードマップ"を比較）。特に、ナノトポグラフィは、エッチング法によって不都合に影響される。エッチングステップの後のナノトポグラフィを改良するために、ＤＳＰにおいて、より多くの材料除去が必要であるが、それ自体は、エッジ領域のジオメトリに不都合に影響する。
【００３０】
半導体ウェハのエッジ領域に対して課される厳しい要求に応える、技術の将来世代のための半導体ウェハを提供することができるために、すなわち、例えば、ウェハの最も外側のエッジ領域でさえも現代のリソグラフィ法（液浸リソグラフィ）によって利用できるようにするために、別のアプローチが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】米国特許第３９０５１６２号明細書
【特許文献２】米国特許第５４００５４８号明細書
【特許文献３】欧州特許第０９５５１２６号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０３４４６０２号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２００６０３２４５５号明細書
【特許文献６】米国特許第６００７４０７号明細書
【特許文献７】米国特許第６５９９１７７号明細書
【特許文献８】米国特許第５９８９１０５号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００２−００７７０３９号明細書
【特許文献１０】米国特許第２００８−０３０５７２２号明細書
【特許文献１１】国際公開第９９／５５４９１号明細書
【特許文献１２】独国特許出願公開第１０２００７０３５２６６号明細書
【特許文献１３】米国特許第５９４２４４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
前述の問題領域は、本発明の前記課題、すなわち、特に４５０ｍｍの直径を有する半導体ウェハを製造するための新規のプロセスシーケンスを提供するという課題を生み出す。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明の課題は、
（ａ）２０．０〜６０．０μｍの平均粒度を有する研磨材を含む研削ディスクによって単結晶から切断された半導体ウェハのエッジを丸味づけ、
（ｂ）ローリング装置によって回転させられる複数のキャリヤのうちの１つのキャリヤにおける切欠に自由に可動に位置しかつこれによりサイクロイド状軌道で移動させられる半導体ウェハの同時両面材料除去プロセシングを行い、この場合、半導体ウェハは２つの回転する環状の加工ディスクの間において処理され、各加工ディスクが、５．０〜２０．０μｍの平均粒度を有する研磨材を含む加工層を有しており、
（ｃ）ローリング装置によって回転させられる複数のキャリヤのうちの１つのキャリヤにおける切欠に自由に可動に位置しかつこれによりサイクロイド状軌道で移動させられる半導体ウェハの同時両面材料除去プロセシングを行い、この場合、半導体ウェハは２つの回転する環状の加工ディスクの間において処理され、各加工ディスクが、０．５〜１５．０μｍの平均粒度を有する研磨材を含む加工層を有しており、
（ｄ）１．０〜２０．０μｍの平均粒度を有する研磨材を含む研削ディスクによって半導体ウェハのエッジの丸味づけを行い、
（ｅ）半導体ウェハの面ごとに、１μｍ以下の材料除去とともに、エッチング媒体を用いて半導体ウェハの両面を処理し、
（ｆ）０．１〜１．０μｍの粒度を有する研磨材を含むポリシングパッドを使用して半導体ウェハの少なくとも一方の面をポリシングし、
（ｇ）半導体ウェハのエッジのポリシングを行い、
（ｈ）少なくとも前面の化学機械的ポリシングを行う
ことを含む、半導体ウェハを製造するための方法によって達成される。
【００３４】
したがって、本発明による方法は、ステップ（ｂ）及び（ｃ）において、半導体ウェハの前面及び裏面の２つの同時両面プロセシングを含み、そのうち第１のステップは粗い研削を提供し、第２のステップは微細な研削を提供し、その間、半導体ウェハは、ラッピング及びＤＳＰの場合と同様にキャリヤにおける切欠に配置される。さらに、半導体ウェハの表面のプロセシングに関して、半導体ウェハの前面の少なくとも１回のＦＡＰポリシング及び少なくとも１回のＣＭＰポリシングが提供される。
【００３５】
本発明によれば、方法は、あらゆる機械的な全面積表面プロセシングを含まず、この全面積表面プロセシングの間、半導体ウェハは、片面においてウェハホルダ（例えば真空チャック）によって固定保持されるのに対し、他方の面は、回転する研削ディスクを前進させることによって処理される。ステップ（ｂ）及び（ｃ）において、半導体ウェハは、両面において拘束力のない形式で同時に、かつ半導体ウェハのマウント（"チャック"）への固定された締付けを行わずに、すなわち"自由浮動"形式で、処理される。
【００３６】
これは、"チャックプロセシング"の間の半導体ウェハの変形を回避するという利点を有する。全ての除去関連表面処理ステップは、半導体ウェハの表面の惑星軌道状運動学及び全面積処理を有する。これらの方法は、半導体ウェハと加工ディスクとの相対速度における比較的緩やかな変化と、加工ディスクの加工層のバランスのとれた均一な摩耗をも生じる。
【００３７】
方法は、従来技術において知られている片面研削（ＳＳＧ）プロセスのいずれも、粗い研削の形式においても微細な研削の形式においても含んでいない。
【００３８】
さらに、同時両面研削（ＤＤＧ）も本発明による方法において提供されない。
【００３９】
これは、少し例を挙げれば、ＳＳＤ及びＤＤＧの後の半導体ウェハの中央における研削ネーベル、ＤＤＧの場合における"スパークアウトマーク"、及びＳＳＧの場合における研削マーク等の欠陥の回避につながる。
【００４０】
後で示すように、ステップ（ｆ）及び（ｈ）は、２つに分割される自由浮動プロセスにおいて行うこともでき、慣用の両面ポリシング機が使用され、この場合、慣用のＤＳＰとＣＭＰとを組み合わせた、キャリヤにおいて自由浮動形式で案内される半導体ウェハの両面の同時ポリシングが可能にされる。したがって、全ての化学機械的又は純粋に機械的な表面プロセシングは、拘束力のない形式で両面において同時に行われる。
【００４１】
本発明による方法及び本発明の好適な実施形態の本質的なステップは、以下に詳細に説明される。
【００４２】
第１に、半導体ウェハは、ＣＺ又はＦＺによって成長させられた半導体材料から成る単結晶から切断される。半導体ウェハは好適にはワイヤソーによって切断される。ワイヤソーによる半導体ウェハのスライシングは、例えば、米国特許第４６５５１９１号明細書、欧州特許出願公開第５２２５４２号明細書、独国特許出願公開第３９４２６７１号明細書、又は欧州特許出願公開第４３３９５６号明細書から公知の形式で行われる。
【００４３】
半導体材料から成る成長した単結晶は、好適には、シリコンから成る単結晶である。半導体ウェハは、好適には単結晶シリコンウェハである。
【００４４】
方法は、好適には、本発明による方法のステップ（ａ）から（ｈ）までに従って所定の順序で行われる。ステップ（ｇ）のエッジポリシングは、ステップ（ｈ）の前又は後に行うことができる。２回のエッジポリシング処理を行うことも好ましく、その場合、第１のエッジポリシングをステップ（ｆ）とステップ（ｈ）との間に行い、第２のエッジポリシングをステップ（ｈ）の後に行い、第２のエッジポリシング処理は好適には柔軟に除去するシリカゾルを用いて行われる（ソフトエッジポリシング）。
【００４５】
ステップ（ａ）は、粗い研磨材を用いて半導体ウェハのエッジを丸み付ける。
【００４６】
ステップ（ａ）において、半導体ウェハには丸み付けられたエッジが提供される。
【００４７】
このために、半導体ウェハは、回転テーブルに固定され、エッジが、プロセシングツールの同様に回転する加工面に対して当接される。この場合に使用されるプロセシングツールはディスクとして提供することができ、このディスクは、スピンドルに固定され、半導体ウェハのエッジを処理するための加工面として働く円周面を有している。
【００４８】
このために適した装置は、例えば、独国特許出願公開第１９５３５６１６号明細書に開示されている。
【００４９】
好適には、半導体ウェハには、ウェハの中央平面に関して対称的なプロフィルが提供され、ウェハの前面とウェハの裏面とには同じタイプのファセットを備えているか又は前面及び裏面において異なるファセット幅を備えた非対称のエッジプロフィルを備えている。この場合、半導体ウェハのエッジは、目標プロフィルと幾何学的に同じプロフィルを獲得する。
【００５０】
使用される研削ディスクは、好適には、溝付きプロフィルを有する。好適な研削ディスクは、独国特許出願公開第１０２００６０４８２１８号明細書に開示されている。
【００５１】
加工面は、研磨布の形態で又は研磨ベルトとして提供することもできる。
【００５２】
材料除去粒子、好適にはダイヤモンドを、プロセシングツールの加工面に固定して係止することができる。使用される粒子は、粗い顆粒を有する。ＪＩＳ  Ｒ  ６００１：１９９８によれば、顆粒（メッシュ）は＃２４０−＃８００である。
【００５３】
平均粒度は２０〜６０μｍ、好適には２５〜４０μｍ、特に好適には２５〜３０μｍ又は３０〜４０μｍである。
【００５４】
ステップ（ｂ）は、粗い研磨材を用いて、単結晶から切断された半導体ウェハの両面材料除去処理である。
【００５５】
本発明による方法のステップ（ｂ）において、半導体ウェハの両面は材料除去処理に曝される。
【００５６】
ＰＰＧは、複数の半導体ウェハの同時両面研削のための方法であり、この場合、各半導体ウェハは、ローリング装置によって回転させられる複数のキャリヤの内の１つに設けられた切欠に自由可動形式で位置し、これにより、サイクロイド軌道で移動させられ、半導体ウェハは、２つの回転する加工ディスクの間において材料除去形式で処理され、各加工ディスクは、固定と粒を含む加工層を有している。
【００５７】
６以上のモース硬さを有する硬い材料は、加工層に結合された研磨材として好ましい。適切な研磨材料は、好適にはダイヤモンド、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、コランダム（酸化アルミニウム、Ａｌ2Ｏ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、窒化ホウ素（ＢＮ；立方晶窒化ホウ素、ＣＢＮ）、さらに酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）から、炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）又は炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）等の著しくより柔軟な材料までである。しかしながら、ダイヤモンド、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及び酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）は特に好ましい。
【００５８】
研磨材の平均粒度は、５〜２０μｍ、好適には５〜１５μｍ、特に好適には５〜１０μｍである。研磨材粒子は、好適には個々に又はクラスターとして加工層の結合マトリックスに結合される。クラスター結合の場合、好適であると規定される粒子直径は、クラスター構成要素の主要な粒度に関する。
【００５９】
セラミック結合を備えた加工層が好適には使用される。合成樹脂結合が特に好適である。クラスターを備える加工層の場合、ハイブリッド結合システムも使用される（クラスター内のセラミック結合、及びクラスターと加工層マトリックスとの間の合成樹脂結合）。
【００６０】
加工層の間に形成された加工ギャップに生じる温度は、好適には処理の間、一定に保たれる。このために、キャリヤは開口を有しており、これらの開口を通じて冷却潤滑剤を下側の加工ディスクと上側の加工ディスクとの間で交換することができ、これにより、上側の加工層と下側の加工層とが常に同じ温度を有する。これは、交互に加わる負荷を受けた熱膨張による加工層又は加工ディスクの変形の結果として加工層の間に形成された加工ギャップの望ましくない変形を回避する。さらに、加工層に結合された研磨材の冷却は、改善され、またより均一となり、研磨材の有効寿命が長くなる。
【００６１】
研削の間に加工層の間に形成された加工ギャップの形状を決定し、加工ギャップが所定の形状を有するように、少なくとも１つの加工ディスクの加工面の形状を、加工ギャップの測定されたジオメトリに応じて機械的又は熱的に変化させることが好ましい。
【００６２】
好適には、半導体ウェハは、処理中の表面の一部とともに、加工層によって画成された加工ギャップから一時的に出る。半径方向の最大偏位は、半導体ウェハの直径の０％よりも大きく、最大でも２０％であり、偏位は、半径方向で加工ディスクに対して測定した長さとして定義される。この長さだけ、半導体ウェハは、研削の間の時間の特定の時点において、加工ギャップの内側エッジ又は外側エッジを超えて突出する。
【００６３】
好適には、処理の終了に向かって、少なくとも３・１０-3Ｎ／ｍ2・ｓ、多くとも１００・１０-3Ｎ／ｍ2・ｓの粘度を有する液状媒体が、キャリヤに設けられた開口を通じて加工ディスクと半導体ウェハとの間に導入される。この媒体は、少なくとも加工ディスクが半導体ウェハから除去されている間は存在すべきであり、これにより、加工層による機械的除去を抑制する（curbing)。マーク、擦り傷、又はリフトオフマーク等の、さもなければ従来技術において観察される研削欠陥を、これにより回避することができる。これは、ファイル参照番号１０  ２００９  ０４８  ４３６．１を有する、これにより前には出版されていない、独国出願に記載されており、ここではその全体が参照される。
【００６４】
以下は、好適には媒体として考慮される：
・多価アルコールを含む水性混合物（グリセロール、モノマーグリコール、オリゴマーグリコール、ポリグリコール及びポリアルコール）
・グリセロール、ブタノール、及び界面活性剤の水性混合物
・媒体の所要の粘度が固体の比率によって保証されるスラリ（二酸化ケイ素又は酸化セリウム粒子から成るコロイドディスパージョン）、固体の比率に応じて好適には付加的な粘度上昇媒体（例えばアルコール）を含む。
【００６５】
ステップ（ｃ）は、より微細な研磨材を用いる、単結晶から切断された半導体ウェハの両面材料除去処理である。
【００６６】
半導体ウェハのＰＰＧ研削も同様にステップ（ｃ）において行われ、この場合、ステップ（ｂ）よりも微細な顆粒を有する研磨布が使用される。
【００６７】
研磨材の平均粒度は、０．５〜１０μｍ、好適には０．５〜７μｍ、特に好適には０．５〜４μｍ、特に好適には０．５〜２μｍである。
【００６８】
本発明による方法のステップ（ｂ）による処理の前の好適な初期厚さは、５００〜１０００μｍである。３００ｍｍの直径を有するシリコンウェハの場合、７７５〜９５０μｍの初期厚さが特に好ましい。
【００６９】
本発明による方法のステップ（ｃ）の処理の後の半導体ウェハの最終厚さは、好適には５００〜９５０μｍ、特に好適には７７５〜８７０μｍである。
【００７０】
合計除去量、すなわちステップ（ｂ）及び（ｃ）による半導体ウェハの両面からの個々の除去量の合計は、好適には７．５〜１２０μｍ、特に好適には１５〜９０μｍである。
【００７１】
ステップ（ｄ）は、より微細な研磨材を用いるエッジ丸み付けである。
【００７２】
第２のエッジ丸み付けステップはステップ（ｄ）において行われる。しかしながら、より微細な顆粒を有する研削ツールが使用される。
【００７３】
このために、半導体ウェハは、再び回転テーブルに固定され、プロセシングツールの同様に回転する加工面にエッジが当接させられる。この場合に使用されるプロセシングツールはディスクとして提供することができ、このディスクは、スピンドルに固定され、半導体ウェハのエッジを処理するための加工面として働く周面を有している。
【００７４】
加工面は、研磨布又は研磨ベルトとして提供することもできる。
【００７５】
材料除去粒子、好適にはダイヤモンドを、プロセシングツールの加工面に固定して係止することができる。
【００７６】
使用される粒子は微細な顆粒（granulation）を有する。ＪＩＳ  Ｒ  ６００１：１９９８によれば、顆粒は＃８００よりも微細であるべきであり、好適には＃８００−＃８０００である。
【００７７】
平均粒度は、０．５μｍ、好適には０．５〜１５μｍ、特に好適には０．５〜１０μｍ、特に好適には０．５〜５μｍである。
【００７８】
ステップ（ｅ）は、半導体ウェハのエッチング又はクリーニングである。
【００７９】
本発明による方法のステップ（ｅ）において、半導体ウェハの両面は、半導体ウェハの面ごとに１μｍ以下の材料除去とともに、エッチング媒体で処理される。半導体ウェハの面ごとの最小材料除去量は、好適には１単分子層、すなわち約０．１ｎｍである。
【００８０】
半導体ウェハは好適には、酸性媒体を用いるウェット化学処理に曝される。
【００８１】
適切な酸性媒体は、フッ化水素酸、硝酸、又は酢酸の水溶液を含む。
【００８２】
半導体ウェハは、フッ化水素と半導体ウェハの表面を酸化させる少なくとも１つの酸化剤とを含む気体媒体によって処理されることが特に好ましい。この場合、気体媒体が、４０ｍｍ／ｓ〜３００ｍ／ｓの範囲の相対速度で半導体ウェハの表面に接して流れると特に有利である。
【００８３】
したがって、気体媒体は、フッ化水素と少なくとも１つの酸化剤とを含む。酸化剤は、半導体材料、例えばシリコンを酸化させることができなければならない。
【００８４】
シリコン表面が酸化される時、例えば、酸化ケイ素、好適には二酸化ケイ素が生じる。これ自体は、フッ化水素によって化学的に攻撃され、反応生成物として、ヘキサフルオロケイ酸（Ｈ2ＳｉＦ6）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ4）、及び水を生じ、これらは、気体媒体の流れによって排出される。したがって、気体媒体は、さらに、流れ条件及び除去率に影響するために、別の成分、例えば窒素又はアルゴン等の不活性キャリヤガスを含むことができる。
【００８５】
二酸化窒素、オゾン、及び塩素から成るグループから選択された少なくとも１つの酸化剤を使用することが好ましい。純粋な塩素が使用されるならば、シリコン表面を酸化させるために水蒸気を加える必要がある。二酸化窒素と、塩素と、オゾンと、塩素との混合物が使用されるならば、シリコン表面をさらに酸化させ、これにより、低い流速及び温度においてさえも反応において解放される水の凝縮を回避するために、塩素の付加は、二酸化ケイ素とのフッ化水素の反応において解放される水を使用するために働く。高い酸化能力、反応生成物がいかなる問題も生じないこと、及び半導体工業において広く用いられているオゾン発生器によって容易に提供できることから、オゾンを使用することが特に好ましい。
【００８６】
気体媒体を発生するために、成分は所望の量の比で混合することができる。フッ化水素と酸化剤との比は、１：１〜４：１の範囲で通常は選択される。
【００８７】
気体媒体を、個々の成分がプロセスチャンバ又はプロセスチャンバの上流に接続されたミキサ内に直接に送入されることによって、又は気体酸化剤が適切な濃度を有するフッ化水素の液体水溶液を通過させられることによって、供給することができる。このことは、例えば、いわゆる洗浄ボトル又は同様の装置において行うことができる。気体酸化剤が水溶液を通過する時、気体酸化剤に、水及びフッ化水素が結合し、これにより所要の気体媒体が生じる。
【００８８】
同じ方法パラメータ及びフッ化水素と酸化剤との一定の比において、温度の上昇及び濃度の上昇は反応加速効果を提供する。
【００８９】
気相におけるエッチングは、半導体ウェハのラフネスを低減するように働き、これにより、必要なポリシング除去を減じることができ、さらに、不純物を除去しかつ結晶構造における表面欠陥を減じるように働く。
【００９０】
記載されたクリーニング及びエッチング法は、好適には単一ウェハ処理として行われる。
【００９１】
特に、本発明による方法に関して特に好適である４５０ｍｍの直径を有する半導体ウェハのために、５００ｍｍ×５００ｍｍの寸法までの基板のために設計された、Solid State Equipment Corp. /USA のSSEC 3400 MLがこの目的に適している。
【００９２】
ステップ（ｆ）は、半導体ウェハの少なくとも一方の面のＦＡＰポリシングである。
【００９３】
ステップ（ｆ）において、半導体ウェハの少なくとも一方の面は、０．１〜１．０μｍの平均粒度を有する研磨材を含んだポリシングパッドを使用してポリシングされる。
【００９４】
好適には、半導体ウェハの前面及び裏面は、ステップ（ｆ）において同時にポリシングされる。慣用のＤＳＰポリシング機はこの目的に適しており、使用されるポリシングパッドは研磨材を含んでいる。
【００９５】
好適には、半導体ウェハの前面のみがステップ（ｆ）においてポリシングされる。
【００９６】
ポリシングステップの間、固体を含まないポリシング剤溶液が、好適には、ポリシングされる半導体ウェハの面とポリシングパッドとの間に導入される。
【００９７】
ポリシング剤溶液は、最も単純な場合、水であり、好適には半導体工業における使用のために慣例の純度を有する脱イオン水（ＤＩＷ）である。
【００９８】
しかしながら、ポリシング材溶液は、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等の化合物又はこれらのあらゆる所望の混合物を含むこともできる。炭酸カリウムの使用が特に好ましい。この場合、ポリシング剤溶液のｐＨ値は１０〜１２の範囲にあり、ポリシング剤溶液における前記化合物の比率は、好適には０．０１〜１０重量％、特に好適には０．０１〜０．２重量％である。
【００９９】
さらに、ポリシング剤溶液は、１つ又は２つ以上の別の添加剤、例えば湿潤剤及び界面活性剤等の表面活性添加剤、保護コロイドとして作用する安定剤、防腐剤、殺生剤、アルコール、及び錯化剤を含むことができる。
【０１００】
ポリシングパッドに結合された研磨材料を含むポリシングパッドが使用される（ＦＡＰ又はＦＡパッド）。
【０１０１】
適切な研磨材料は、例えば、セリウム元素、アルミニウム元素、ケイ素元素、ジルコニウム元素の酸化物の粒子、及び炭化ケイ素、窒化ホウ素及びダイヤモンド等の硬質材料の粒子を含む。
【０１０２】
特に適切なポリシングパッドは、反復した微細構造を特徴とする表面トポグラフィを有する。前記微細構造（"ポスト"）は、例えば、円筒形又は多角形の横断面を有する柱体の形態又は三角錐又は切頭三角錐の形態を有する。
【０１０３】
このようなポリシングパッドのより詳細な説明は、国際公開第９２／１３６８０号パンフレット及び米国特許出願公開第２００５／２２７５９０号明細書に示されている。
【０１０４】
酸化セリウム研磨材が固定結合されたポリシングパッドの使用は、例えば米国特許第６６０２１１７号明細書に記載されているように、特に好適である。
【０１０５】
研磨材の平均粒度は、特に好適には０．１〜０．６μｍである。
【０１０６】
０．１〜０．２５μｍの平均粒度が特に好ましい。
【０１０７】
面ごとに１μｍ以上の除去は好適にはＦＡポリシングのために使用され、これに関して、１〜３μｍの範囲が特に好適であり、１．５〜２μｍの範囲が特に好適に用いられる。
【０１０８】
好適には、ステップ（ｆ）は、ＦＡポリシングパッドを用いて半導体ウェハの前面を、ＣＭＰポリシングを用いて半導体ウェハの裏面を、同時にポリシングすることを含む。慣用のＤＳＰポリシング機は、同様にこの目的に適しており、ＦＡポリシングパッドは一方のポリシングプレートに提供され、慣用のＣＭＰポリシングパッドは第２のポリシングプレートに提供される。
【０１０９】
ステップ（ｇ）は、半導体ウェハのエッジのポリシングである。
【０１１０】
半導体ウェハのエッジはステップ（ｇ）においてポリシングされる。
【０１１１】
市販されている自動エッジポリシングユニットは、本発明による方法のステップ（ｇ）を行うのに適している。
【０１１２】
米国特許第５９８９１０５号明細書は、エッジポリシングのためのこのような装置を開示しており、ポリシングドラムは、アルミニウム合金から成っていて、ポリシングパッドが取り付けられている。
【０１１３】
半導体ウェハは、通常、平坦なウェハホルダ、いわゆるチャックに固定されている。半導体ウェハのエッジはチャックよりも突出し、エッジにポリシングドラムが自由にアクセス可能となる。ポリシングパッドが取り付けられていてチャックに対して所定の角度で傾斜された、中央で回転するポリシングドラムと、半導体ウェハを備えたチャックとは、互いに接近させられ、ポリシング剤を連続して供給しながら所定の接触圧で互いに押し付けられる。
【０１１４】
エッジポリシングの間、半導体ウェハが保持されたチャックは中央で回転させられる。
【０１１５】
好適には、チャックの一回転は２０〜３００秒、特に好適には５０〜１５０秒かかる（回転時間）。
【０１１６】
ポリシングパッドで被覆されておりかつ好適には３００〜１５００ｍｉｎ-1、特に好適には５００〜１０００ｍｉｎ-1の回転速度で中央で回転させられるポリシングドラムと、チャックとは、互いに接近させられ、ポリシングドラムは半導体ウェハに対して所定の角度で傾斜してセットされ、半導体ウェハは、チャックから僅かに突出してポリシングドラムがアクセス可能であるようにチャックに固定される。
【０１１７】
所定の角度は好適には３０〜５０゜である。
【０１１８】
半導体ウェハとポリシングドラムとは、所定の接触圧で互いに押し付けられ、ポリシング剤は連続して、好適には０．１〜１ｌ／ｍｉｎ、特に好適には０．１５〜０．４０ｌ／ｍｉｎのポリシング剤流量で供給され、接触圧は、ロールに取り付けられたおもりによって設定することができ、好適には１〜５ｋｇ、特に好適には２〜４ｋｇである。
【０１１９】
ポリシングドラムと半導体ウェハとは、好適には、半導体ウェハ又は半導体ウェハを保持するチャックの２〜２０回、特に好適には２〜８回の回転の後に互いに離反させられる。
【０１２０】
これらの慣用のエッジポリシング法において、半導体ウェハのエッジ領域における局所的なジオメトリが通常は不都合に影響される。これは、この場合に使用される比較的"柔軟なエッジポリシングパッド"（シリカゾルが提供された比較的柔軟なポリシングパッドが通常は使用される）の場合、エッジ自体だけでなく、半導体ウェハの前面及び／又は裏面における外側部分もポリシングされ、これは、ポリシング剤スラリが提供されるポリシングパッド内へのハードエッジ"浸漬"によって説明することができる。これは、除去が、実際のエッジの領域においてだけでなく、前面及び／又は裏面の隣接する領域においても行われるという効果を有する。
【０１２１】
したがって、本発明による方法における半導体ウェハのエッジポリシングは、好適には、半導体ウェハを中央で回転するチャックに固定し、半導体ウェハと、固定して結合された研磨材を含むポリシングパッド（ＦＡＰポリシングパッド）が取り付けられておりかつチャックに対して傾斜した中央で回転するポリシングドラムとを接近させ、固体を含まないポリシング剤溶液を連続して供給しながら半導体ウェハとポリシングドラムとを互いに押し付けることによって行われる。
【０１２２】
これは、半導体ウェハの前面及び／又は裏面の隣接する領域を損傷することなく目標とする形式でウェハエッジに影響し、これにより、例えばウェハエッジにおいてのみ所望のジオメトリ及び表面特性を提供することを可能にする。
【０１２３】
使用されるＦＡＰパッドは、規格として使用されるポリシングパッドよりも著しく硬くかつ著しく非圧縮性であり、さらに、例えば単にアルカリ性溶液を使用することによって、アルカリロードされたシリカゾルなしに除去を生ぜしめるという利点を提供し、これは、付加的にウェハの前面へのポリシング剤の連行、ひいてはウェハ表面の不都合な影響を回避する。この不都合な影響は、例えば初期エッチングによるＬＬＳ（局所的光散乱）等の例えば増大した欠陥率である。
【０１２４】
柔軟に除去するシリカゾルを用いる短いポリシングステップが、エッジラフネス及びエッジ欠陥率の低減を実現するために、同じＦＡＰポリシングパッドにおいて付加的に後続することができる。
【０１２５】
したがって、２つのポリシングステップを互いに調和させることができ、これにより、ウェハエッジジオメトリ及び表面の目標とする好ましい影響を、ウェハ前面及びウェハ裏面におけるウェハ部分領域の不都合な影響なく得ることができる。
【０１２６】
したがって、原理的に、半導体ウェハは、好適には、アルカリ溶液が供給されながら、ポリシングドラムによってポリシングされ、ポリシングドラムの表面には、固定結合された研磨材を有する硬質であまり圧縮性ではないポリシングパッドが接着されている。
【０１２７】
好適には、例えば約１重量％のＳｉＯ2を含むGLANZOX-3900 (R)等のシリカゾルが供給されながら、同じポリシングパッドを用いて平滑化ステップが引き続き第２のステップにおいて行われる。
【０１２８】
GLANZOX-3900 (R)は、Fujimi Incorporated, Japanによって濃縮物として提供されるポリシング剤スラリの製品名である。この濃縮物のベース溶液は、１０．５のｐＨを有しており、３０〜４０ｎｍの平均粒度を有する約９重量％のコロイドＳｉＯ2を含んでいる。
【０１２９】
従来技術において観察されるような半導体ウェハのエッジ領域における局所的ジオメトリの損失は、ＦＡＰパッドを用いるこのようなエッジポリシングによって完全に回避されることが分かった。
【０１３０】
別の利点は、エッジポリシングの除去ステップにおけるポリシング剤連行、ひいてはウェハ表面における制御されない初期エッチングによる表面欠陥の発生が、回避されるということである。
【０１３１】
エッジポリシングの間に使用されるポリシング剤溶液は、最も単純な場合は水、好適には半導体工業における使用のために慣用の純度を有する脱イオン水（ＤＩＷ）である。
【０１３２】
しかしながら、ポリシング材溶液は、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）又はこれらのあらゆる所望の混合物を含むこともできる。
【０１３３】
炭酸カリウムの使用が特に好ましい。
【０１３４】
ポリシング剤溶液のｐＨ値は１０〜１２の範囲にあり、ポリシング剤溶液における前記化合物の比率は、好適には０．０１〜１０重量％、特に好適には０．０１〜０．２重量％である。
【０１３５】
さらに、ポリシング剤溶液は、１つ又は２つ以上の別の添加剤、例えば湿潤剤及び界面活性剤等の表面活性添加剤、保護コロイドとして作用する安定剤、防腐剤、殺生剤、アルコール、及び錯化剤を含むことができる。
【０１３６】
研磨材を含むポリシング剤が、エッジポリシングの好適な第２のステップにおいて使用される。このステップは、好適にはステップ（ｈ）の後に行われ、第１のエッジポリシングプロセスがステップ（ｆ）とステップ（ｈ）との間に行われる。
【０１３７】
ポリシング剤スラリにおける研磨材料の比率は、好適には０．２５〜２０重量％、特に好適には０．２５〜１重量％である。
【０１３８】
研磨材料粒子の粒度分布は、好適には著しく均一である。
【０１３９】
平均粒度は、５〜３００ｎｍ、特に好適には５〜５０ｎｍである。
【０１４０】
研磨材料は、基板材料を機械的に除去する材料、好適には、アルミニウム元素、セリウム元素、又はケイ素元素の酸化物の内の１つ又は２つ以上を含む。
【０１４１】
コロイド分散シリカを含むポリシング剤スラリが特に好ましい。
【０１４２】
エッジポリシングの選択的な第２のステップにおいて、第１のステップとは異なり、好適には、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等の添加剤は添加されない。
【０１４３】
しかしながら、ポリシング剤スラリは、１つ又は２つ以上の別の添加剤、例えば湿潤剤及び界面活性剤等の表面活性添加剤、保護コロイドとして作用する安定剤、防腐剤、殺生剤、アルコール、及び錯化剤を含むことができる。
【０１４４】
したがって、好適には、ポリシングパッドに結合された研磨材料を含むポリシングパッド（ＦＡＰパッド及びＦＡパッド）が、本発明による方法のステップ（ｇ）において使用される。
【０１４５】
適切な研磨材料は、例えば、セリウム元素、アルミニウム元素、ケイ素元素、ジルコニウム元素の酸化物の粒子、及び炭化ケイ素、窒化ホウ素及びダイヤモンド等の硬質材料の粒子を含む。
【０１４６】
特に適切なポリシングパッドは、反復した微細構造を特徴とする表面トポグラフィを有する。前記微細構造（"ポスト"）は、例えば、円筒形又は多角形の横断面を有する柱体の形態又は三角錐又は切頭三角錐の形態を有する。
【０１４７】
ＦＡＰポリシングパッドの平均粒度は、好適には０．１〜１．０μｍ、好適には０．１〜０．６μｍ、特に好適には０．１〜０．２５μｍである。
【０１４８】
研磨材を含む層と、剛性のプラスチックから成る層と、柔軟な不織布層とを含む多層構造を有していて、層が感圧接着剤層によって互いに結合されているポリシングパッドが、方法を実施するために特に適している。
【０１４９】
剛性のプラスチックから成る層は、好適にはポリカーボネートを含む。
【０１５０】
ポリシングパッドは、ポリウレタンフォームから成る付加的な層を含むことができる。
【０１５１】
ポリシングパッドの層のうちの１つは、この場合、柔軟である。
【０１５２】
柔軟な層は好適には不織布層である。
【０１５３】
柔軟な層は、好適には、ポリエステル繊維を含む。ポリウレタンで含浸されたポリエステル繊維から成る層は、特に適している（"不織布"）。
【０１５４】
柔軟な層によって、パッド高さは、適応させられ、連続的に移行することができる。
【０１５５】
柔軟な層は、好適には、ポリシングパッドの最下位の層に対応する。柔軟な層の上側にはポリウレタンから成るフォーム層が配置されており、例えばこのフォーム層は、接着層によって柔軟な層に固定されている。ＰＵフォームの上側には、より硬い、剛性の材料、好適には硬質プラスチックから成る層が配置されており、この層のためには例えばポリカーボネートが適している。この剛性の層の上側には、微細反復構造を有する層、すなわち実際の固定された研磨材層が配置されている。
【０１５６】
しかしながら、柔軟な層は、フォーム層と剛性層との間に又は固定された研磨材層のすぐ下側に配置することもできる。
【０１５７】
様々な層は、好適には感圧接着剤（ＰＳＡ）層によって互いに固定されている。
【０１５８】
ポリシングパッドは、好適には、微細反復構造を有する層と、柔軟な層と、ポリカーボネート等の剛性のプラスチックから成る層とを含み、柔軟な層は、ポリシングパッドの中間又は最下位の層であることができる。
【０１５９】
使用される多層ＦＡＰポリシングパッドの粒度は、好適には０．１μｍ以上で、１．０μｍ以下であり、好適には０．１〜０．６μｍ、特に好適には０．１〜０．２５μｍである。
【０１６０】
ステップ（ｈ）は、少なくとも前面の化学機械的なポリシングである。
【０１６１】
半導体ウェハの少なくとも前面のＣＭＰポリシングは、方法のステップ（ｈ）において行われる。
【０１６２】
好適には、半導体ウェハの両面は、このステップにおいてＣＭＰによってポリシングされる。慣用のＤＳＰポリシング機はこの目的に適しているが、前記ポリシング機においては、慣用のＤＳＰ除去ポリシングパッドの代わりに、より柔軟なＣＭＰポリシングパッドが使用される。
【０１６３】
使用されるＣＭＰポリシングパッドが、多孔質マトリックスを有するポリシングパッドである。
【０１６４】
ポリシングパッドは、好適には熱可塑性又は熱硬化性ポリマを含む。この材料として、多くの物質、例えば、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリエステル等が考えられる。
【０１６５】
ポリシングパッドは、好適には、固体の微孔性ポリウレタンを含む。
【０１６６】
ポリマで含浸された、発泡プレート又はフェルト又は繊維物質から成るポリシングパッドを使用することも好適である。
【０１６７】
被覆された／含浸されたポリシングパッドを、基板と被膜とで互いに異なる孔分布及び孔径が存在するように構成することもできる。
【０１６８】
ポリシングパッドは、実質的に平坦であるか又は孔を有することができる。
【０１６９】
ポリシングパッドの多孔率を制御するために、ポリシングパッドに充填材を導入することができる。
【０１７０】
市販のポリシングパッドは、例えば、Rodel Inc.のSPM3100、又はRohm & HaasのDCPシリーズのパッド及びIC1000TM, PolytexTM, 又はSUBATMのパッドである。
【０１７１】
好適には、ステップ（ｈ）は、ＦＡポリシングパッド、すなわち固定結合された研磨材を有するポリシングパッドを用いて半導体ウェハの裏面を、ＣＭＰポリシングパッド（研磨材を備えない）を用いて半導体ウェハの前面を、同時にポリシングすることを含む。慣用のＤＳＰポリシング機、例えば、Peter Wolters, Rensburg（ドイツ）のAC2000タイプの機械は、同様に、この目的に適しており、この機械では、ＦＡポリシングパッドが１つのポリシングプレートに適用されており、慣用のＣＭＰポリシングパッドが第２のポリシングプレートに適用されている。
【０１７２】
この場合、ステップ（ｆ）及び（ｈ）は、ＦＡＰポリシングとＣＭＰポリシングとが同時に、まず前面／裏面に、次いで裏面／前面に行われることによって、組み合わされた同時両面ポリシングプロセスを提供する。
【０１７３】
慣用のＤＳＰステップ及びその後の別個のＣＭＰステップは、省略される。
【０１７４】
Peter Wolters, Rendsburg（ドイツ）のポリシング機AC2000には、キャリヤを駆動するために外側リング及び内側リングのピンインターロッキングが装備されている。装置は、１つ又は２つ以上のキャリヤのために設計することができる。より高いスループットにより、例えば独国特許出願公開第１０００７３９０号明細書に記載されているような、複数のキャリヤのための装置が好適であり、この装置において、キャリヤは、装置の中心を取り囲む惑星状経路を移動する。装置は、水平に自由に回転可動でありかつポリシングパッドによって被覆された下側及び上側のポリシングプレートを有する。ポリシングの間、半導体ウェハは、キャリヤにおける切欠きにおいて、２つのポリシングプレートの間に配置され、ポリシングプレートは、回転し、ポリシング剤が連続して供給されながら半導体ウェハに所定のポリシング圧力を加える。この場合、キャリヤも、好適には、キャリヤの円周に設けられた歯と噛み合う回転するピンリングによって移動させられる。
【０１７５】
典型的なキャリヤは、３つの半導体ウェハを収容するための切欠きを有している。切欠きの円周には、半導体ウェハの破損に敏感なエッジを保護するためのインレーが配置されており、特にキャリヤボディから金属が解放されることから保護する。キャリヤボディは、例えば、金属、セラミック、プラスチック、繊維強化プラスチック、又はプラスチック又はダイヤモンド状炭素層（ＤＬＣ層）で被覆された金属を含むことができる。しかしながら、鋼が好適であり、ステンレスクロム鋼が特に好適である。切欠きは、好適には、少なくとも２００ｍｍ、好適には３００ｍｍ、特に好適には４５０ｍｍ、の直径と、５００〜１０００μｍの厚さとを有する奇数の半導体ウェハを収容するように設計されている。
【０１７６】
研磨材を含有するポリシング剤スラリは、組み合わされた同時両面ポリシング（ＦＡＰ＋ＣＭＰ）の間に供給される。
【０１７７】
研磨材料粒子の粒度分布は、好適には著しく均一である。
【０１７８】
平均粒度は、５〜３００ｎｍ、特に好適には５〜５０ｎｍである。
【０１７９】
研磨材料は、基板材料を機械的に除去する材料、好適にはアルミニウム元素、セリウム元素、又はケイ素元素の酸化物のうちの１つ又は２つ以上を含む。
【０１８０】
ポリシング剤スラリにおける研磨材料の比率は、好適には０．２５〜２０重量％、特に好適には０．２５〜１重量％である。
【０１８１】
ポリシング剤スラリとしてのコロイド分散シリカの使用は特に好適である。
【０１８２】
Bayer AGの水性ポリシング剤Lavasil(R)及びFujimiのGLANZOX-3900(R)が例えば使用される。
【０１８３】
ポリシング剤は、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等の添加剤含むこともできる。
【０１８４】
しかしながら、ポリシング剤スラリは、１つ又は２つ以上の別の添加剤、例えば湿潤剤及び界面活性剤等の表面活性添加剤、保護コロイドとして作用する安定剤、防腐剤、殺生剤、アルコール、及び錯化剤を含むことができる。
【０１８５】
使用されるＦＡＰポリシングパッドは、好適には、（ｆ）に関して説明した特性を有する。
【０１８６】
好適には、ステップ（ｈ）の後、ステップ（ｇ）におけるよりも柔軟なポリシングパッドを用いて又はステップ（ｇ）に記載されたＦＡポリシングパッドよりもさらに微細な研磨材を含むポリシングパッドを用いて、特に好適には微細ポリシングとして、新たなエッジポリシングが行われる。
【０１８７】
特に好適な実施形態
本発明による方法の特に好適な実施形態Ａ−Ｅを以下に示す。使用される略語ＰＰＧ、ＤＤＧ、ＦＡＰ、及びＣＭＰは上で説明した。末尾の_coaseは、粗い顆粒を有する研磨材（研削ディスク、加工層）が使用されることを意味するのに対し、より微細な顆粒を有する研磨材は、末尾に_fineを有するステップにおいて使用される。エッジ丸み付け及びＰＰＧの間に使用される研磨材と、好適な粒度とは、上で説明した。エッジポリシング_fineは、柔軟に除去するシリカゾルを使用する柔軟なエッジポリシングを表す。
【０１８８】
Ａ
単結晶からウェハを切断する−エッジ丸み付け_coase−ＰＰＧ_coase−ＰＰＧ_fine−エッジ丸み付け_fine−エッチング−半導体ウェハの前面及び裏面のＦＡＰ−エッジポリシング−前面のＣＭＰ。
【０１８９】
Ｂ
単結晶からウェハを切断する−エッジ丸み付け_coase−ＰＰＧ_coase−ＰＰＧ_fine−エッジ丸み付け_fine−エッチング−半導体ウェハの前面及び裏面のＦＡＰ−エッジポリシング−半導体ウェハの前面及び裏面のＣＭＰ。
【０１９０】
Ｃ
単結晶からウェハを切断する−エッジ丸み付け_coase−ＰＰＧ_coase−ＰＰＧ_fine−エッジ丸み付け_fine−エッチング−前面のＦＡＰ及び裏面の同時ＣＭＰ−裏面のＦＡＰ及び前面の同時ＣＭＰ−エッジポリシング。
【０１９１】
Ｄ
単結晶からウェハを切断する−エッジ丸み付け_coase−ＰＰＧ_coase−ＰＰＧ_fine−エッジ丸み付け_fine−エッチング−前面のＦＡＰ及び裏面の同時ＣＭＰ−エッジポリシング−裏面のＦＡＰ及び前面の同時ＣＭＰ−エッジポリシング_fine。
【０１９２】
Ｅ
単結晶からウェハを切断する−エッジ丸み付け_coase−ＰＰＧ_coase−ＰＰＧ_fine−エッジ丸み付け_fine−エッチング−前面のＦＡＰ及び裏面の同時ＣＭＰ−エッジポリシング−裏面のＦＡＰ及び前面の同時ＣＭＰ。