(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハの粗研磨工程において第１の研磨装置と第２の研磨装置を用い、
前記ウェーハの２次研磨工程において２次研磨装置を用い、
前記ウェーハの３次研磨工程において３次研磨装置を用い、
前記ウェーハに対し、前記第１の研磨装置で第１段階の研磨を、前記第２の研磨装置で第２段階の研磨を、前記２次研磨装置で２次研磨を、前記３次研磨装置で３次研磨を行うようになっており、
前記第１段階の研磨と前記第２段階の研磨とでは前記ウェーハの回転方向を逆にし、
前記第１段階の研磨と、前記第２段階の研磨と、前記２次研磨と、前記３次研磨とで研磨時間をほぼ同じにすることを特徴とする、ウェーハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ、石英やセラミック材料のウェーハ等（以下単にウェーハという）の研磨方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウェーハを研磨する場合、例えばシリコン半導体ウェーハ等では、１次研磨、２次研磨および３次研磨際の３段階の研磨が行われている。研磨代でいえば、１次研磨は１０μｍ程度、２次研磨は１〜２μｍ程度、３次研磨は１００ｎｍ程度である。この３段階の研磨を行う理由は、研磨工程のスループットの向上と面精度の向上という２律背反的な要請を同時に満足させるためである。
【０００３】
図４には１次研磨、２次研磨および３次研磨をそれぞれ実施するための研磨装置が示されている。なお、この１次研磨、２次研磨および３次研磨をそれぞれ実施するための研磨装置の構造は同じなので、一の研磨装置だけについて説明する。
【０００４】
この研磨装置１００は、ウェーハＷが押し付けられる研磨布１０１と、この研磨布１０１が張られた定盤１０２と、ウェーハＷをワックス１０３を介して支持するプレート１０４のその場回転を許容しつつ加圧する研磨ヘッド１０５と、定盤１０２の中央部上方に位置しウェーハＷの研磨部に対してスラリーを供給するノズル１０６とを備えている。
【０００５】
このように構成された研磨装置１００では、定盤１０２が回転すると、プレート１０４が連れ回りし、ウェーハＷが研磨布１０１に対して摺接されることによって研磨がなされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記方法によってウェーハＷの研磨を行った場合、ウェーハＷの特定部分が過剰研磨されることが分かった。この過剰研磨はウェーハＷの平坦度向上のための隘路となり、特に、口径が８インチ以上のウェーハが使用され、半導体集積回路の微細化が益々進んでくると、その影響は無視できなくなる。
また一方において、１次研磨の研磨代は前述のように他次の研磨のそれに比べて大きいので、１次研磨は他次の研磨に比べて時間がかかる。この場合、各次の研磨を同数台の研磨装置で行うとすれば、１次の研磨工程が律速工程となってしまい作業性が悪くなってしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、平坦度の高い研磨が行える研磨方法を提供することを主たる目的としている。また、本発明は、作業性の良い研磨方法を提供することを他の目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前述の過剰研磨の発生原因を調べたところ、ウェーハＷの特定部分の研磨が特に進むのは、スラリーの供給方向に原因があることが分かった。すなわち、前記研磨装置１００においては、スラリーの供給が常に定盤１０２の中央部上方から行われているため、スラリーは定盤１０２に張られた研磨布１０１上を流れ、回転するウェーハＷの特定部分下に流れ込む（図５参照）。この時に、ウェーハＷの特定部分が過剰研磨されてしまうことになる。
【０００９】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、請求項１記載の研磨方法は、ウェーハの粗研磨工程において第１の研磨装置と第２の研磨装置を用い、前記ウェーハの２次研磨工程において２次研磨装置を用い、前記ウェーハの３次研磨工程において３次研磨装置を用い、前記ウェーハに対し、前記第１の研磨装置で第１段階の研磨を、前記第２の研磨装置で第２段階の研磨を、前記２次研磨装置で２次研磨を、前記３次研磨装置で３次研磨を行うようになっており、前記第１段階の研磨と前記第２段階の研磨とでは前記ウェーハの回転方向を逆にし、前記第１段階の研磨と、前記第２段階の研磨と、前記２次研磨と、前記３次研磨とで研磨時間をほぼ同じにすることを特徴とする。
【００１０】
この研磨方法によれば、一の研磨工程が２段階となっており、その２段階の研磨でウェーハの回転方向を変えているので、第１段階の研磨と第２段階の研磨では、ウェーハに対するスラリーの流れ方向が変わることとなる。よって、ウェーハの特定部分だけの過剰研磨が抑制され、全体として、平坦度の高い研磨が行えることになる。また、研磨代が大きく平坦度に大きな影響を及ぼす粗研磨工程を、回転方向を違えた２段階の工程に分けているので、ウェーハの平坦度が著しく向上することになる。さらに、研磨代が大きく比較的研磨時間がかかる粗研磨工程を２段階に分けているので、次段以降の研磨工程との時間調節が容易となる。
【００１１】
また、この研磨方法によれば、第１段階の研磨と第２段階の研磨とで研磨時間をほぼ同じにしているので、ウェーハの特定部分だけの過剰研磨がさらに抑制され、全体として、平坦度の高い研磨が行えることになる。また、第１の研磨装置と第２の研磨装置とを有効に活用できることになる。
【００１２】
また、この研磨方法によれば、研磨代が大きく比較的研磨時間がかかる粗研磨工程を２段階に分け、この２段階の研磨時間がほぼ同じであると共に、他の研磨工程の研磨時間も同じとなっているため、次段以降の研磨工程との時間調節が容易となり、各研磨装置の稼働率の向上が図れ、作業性が著しく向上することになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の研磨方法を実施するための研磨機が示されている。この研磨機１は、環状に配設された、ローダ／アンローダ部２と、２つの１次研磨装置１０ａ，１０ｂと、２次研磨装置２０と、３次研磨装置３０とを備えている。ここで、１次研磨装置を２つ設けた理由の１つは、１次研磨工程は粗研磨の工程であり、２次研磨工程および３次研磨工程に比べて研磨代が大きく研磨時間がかかるので、２つの１次研磨装置１０ａ，１０ｂを設け、各１次研磨装置１０ａ，１０ｂの一度機の処理枚数を２次研磨装置２０および３次研磨装置３０の処理枚数と同じにすることによって、１次研磨工程での相対的な処理スピードを上げるためである。
【００１４】
１次研磨装置１０ａ，１０ｂはそれぞれ定盤１１ａ，１１ｂを備え、２次研磨装置２０および３次研磨装置３０はそれぞれ定盤２１および３１を備えている。図２に示すように、これら定盤１１ａ，１１ｂ，２１，３１にはそれぞれ研磨布１２ａ，１２ｂ，２２，３２が張られている。ここで、１次研磨装置１０ａ，１０ｂの定盤１１ａ，１１ｂでは回転方向が互いに逆方向となっている。その理由は、１次研磨工程は、上述のように、２次研磨工程および３次研磨工程に比べて研磨代が大きく研磨時間がかかる。したがって、定盤１１ａ，１１ｂの回転方向を同じにすると、１次研磨装置１０ａ，１０ｂで研磨されるウェーハＷに対するスラリーの流れの方向が同一となり、ウェーハＷの特定部分の過剰研磨が促進されてしまうからである。
なお、定盤１１ａ，１１ｂ，２１，３１の上方には、ウェーハＷの研磨部に対してスラリーを供給するノズル７がそれぞれ設けられている。
【００１５】
また、この研磨機１においては、各研磨装置１０ａ、１０ｂ、２０、３０での必要な研磨時間をほぼ同じに設定している。この設定にあたっては、各研磨装置１０ａ、１０ｂ、２０、３０の定盤の回転数、スラリー供給量、研磨圧力等を適宜に調整すれば良い。このように各研磨装置１０ａ、１０ｂ、２０、３０での必要な研磨時間を同じに設定するのは、各研磨装置１０ａ、１０ｂ、２０、３０での遊びをなくして、研磨機１全体の稼働率の向上を図るためである。
なお、この場合、１次研磨装置１０ａ、１０ｂにあっては、ウェーハＷの回転方向以外の研磨条件を同じにすることが好ましい。このようにすれば、過剰研磨の程度が可及的に抑制されるからである。
【００１６】
さらに、各研磨装置１０ａ、１０ｂ、２０、３０の定盤の上方にはそれぞれ４つずつ研磨ヘッド４が配設されている。これら研磨ヘッド４は、図２に示すように、ウェーハＷをワックス５を介して支持するプレート６のその場回転を許容しつつ加圧するためのものである。また、特に限定はされないが、プレート６の搬送は図示しない搬送装置によってなされるようになっている。
なお、ローダ／アンローダ部２においては、プレート６の研磨機１に対する着脱作業がなされる。
【００１７】
このように構成された研磨機１による研磨方法について説明すれば、ローダ／アンローダ部２および各研磨装置１０ａ、１０ｂ、２０、３０では同時に作業が行われる。ここで、ウェーハＷが付着されたプレート６に着目して、ローダ／アンローダ部２、各研磨装置１０ａ、１０ｂ、２０、３０およびローダ／アンローダ部２での作業を順を追って説明する。
【００１８】
まず、ウェーハＷが付着されたプレート６はローダ／アンローダ部２から図示しない搬送装置によって１次研磨装置１０ａの定盤１１ａ上まで搬送される。そして、１次研磨装置１０ａの研磨ヘッド４の下方に置かれる。その後、研磨ヘッド４が下降し、ウェーハＷの１次研磨がなされる。
【００１９】
この１次研磨が終了したなら、研磨ヘッド４が上昇し、図示しない搬送装置によって、プレート６は１次研磨装置１０ｂの定盤１１ｂ上まで搬送される。ここで、１次研磨装置１０ｂの研磨ヘッド４が下降し、ウェーハＷの再度の１次研磨がなされる。ここでの定盤１１ｂの回転方向は前記定盤１１ａの回転方向とは逆である。したがって、図３に示すように、ウェーハＷに対するスラリーの流れ方向は逆となる。
【００２０】
次に、この１次研磨が終了したなら、研磨ヘッド４が上昇し、図示しない搬送装置によって、プレート６は２次研磨装置２０の定盤２１上まで搬送される。ここで、２次研磨装置２０の研磨ヘッド４が下降し、ウェーハＷの２次研磨がなされる。
【００２１】
次に、この２次研磨が終了したなら、研磨ヘッド４が上昇し、図示しない搬送装置によって、プレート６は３次研磨装置３０の定盤３１上まで搬送される。ここで、３次研磨装置３０の研磨ヘッド４が下降し、ウェーハＷの３次研磨がなされる。
【００２２】
なお、各研磨装置１０ａ、１０ｂ、２０、３０は同時に運転されている。
【００２３】
以上の研磨機１によって実施される研磨方法によれば、ウェーハＷの特定部分の過剰研磨が抑制され平坦度の高いウェーハＷが得られると共に、作業性が著しく向上することになる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【００２５】
例えば、前記実施形態では、１次研磨工程を２つの工程に分け、この２つの工程の間で回転方向を逆にしたが、２次研磨工程および／または３次研磨工程でも２つの工程に分け、この２つの工程の間で回転方向を逆にするようにしても良い。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の代表的なものの効果について説明すれば、ウェーハの粗研磨工程において第１の研磨装置と第２の研磨装置を用い、前記ウェーハに対し、前記第１の研磨装置で第１段階の研磨を、前記第２の研磨装置で第２段階の研磨を行うようになっており、前記第１段階の研磨と前記第２段階の研磨とでは前記ウェーハの回転方向を逆にするので、第１段階の研磨と第２段階の研磨では、ウェーハに対するスラリーの流れ方向が変わることとなる。よって、ウェーハの特定部分だけの過剰研磨が抑制され、全体として、平坦度の高い研磨が行えることになる。また、研磨代が大きく平坦度に大きな影響を及ぼす粗研磨工程を、回転方向を違えた２段階の工程に分けているので、ウェーハの平坦度が著しく向上することになる。さらに、研磨代が大きく比較的研磨時間がかかる粗研磨工程を２段階に分け、この２段階の研磨時間がほぼ同じであると共に、他の研磨工程の研磨時間も同じとなっているため、次段以降の研磨工程との時間調節が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研磨方法を実施する研磨機の概略平面図である。
【図２】本発明に係る研磨方法を実施する研磨装置の概略構成図である。
【図３】２つの１次研磨装置でのスラリーの流れを示す図である。
【図４】従来の研磨装置を説明するための概略構成図である。
【図５】従来の研磨装置でのスラリーの流れを示す図である。
【符号の説明】
１                  研磨機
１０ａ，１０ｂ      １次研磨装置
２０                ２次研磨装置
３０                ３次研磨装置
Ｗ                  ウェーハ
【図１】
0003583612.tif 000002
【図２】
0003583612.tif 000003
【図３】
0003583612.tif 000004
【図４】
0003583612.tif 000005
【図５】
0003583612.tif 000006