(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤に貼り付けた研磨布上にスラリーを供給しつつ、該研磨布に、研磨ヘッドが保持するウエーハの表面を摺接させて研磨するウエーハの研磨方法であって、
前記スラリーの研磨開始時の供給温度を調整することにより、平均研磨レートを制御し、かつ、
前記ウエーハの研磨を開始した後、研磨中に、前記スラリーを研磨開始時よりも５℃以上低温の異なる温度のスラリーに切り替えることにより、前記スラリーの供給温度を研磨開始時よりも５℃以上低温に変更して、ウエーハ外周部の研磨レートを制御することを特徴とするウエーハの研磨方法。
【請求項２】
前記スラリーの供給温度を変更するとき、異なる温度のスラリーを別個に供給するノズルを複数設け、該複数のノズルの切り替えによって行うことを特徴とする請求項１に記載のウエーハの研磨方法。
【請求項３】
前記スラリーの供給温度を変更するとき、複数のタンクに別個に貯めた異なる温度のスラリーを、バルブの切り替え操作で選択してノズルへ送ることによって行うことを特徴とする請求項１に記載のウエーハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハを研磨ヘッドで保持し、スラリーを供給しつつ、定盤に貼り付けた研磨布にウエーハを摺接させて研磨する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の微細化により、半導体ウェーハのフラットネスに対する顧客要求は日増しに強くなっており、特にエッジ近傍（外周部）のフラットネスは、デフォーカスによる歩留まり低下防止のために改善要求が強く、近年では外周の除外領域（Ｅｄｇｅ  Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ）は２ｍｍが主流となり、更に１．５ｍｍや１ｍｍなどの要求が出始めている。
【０００３】
従来の研磨方法では、主に、研磨布が貼付された定盤、ウエーハを裏面側から保持する研磨ヘッド、スラリーを供給するノズルを備えた研磨装置を用い、定盤や研磨ヘッドを回転させ、また研磨布上にスラリーを供給しつつ、研磨ヘッドによりウエーハの表面を研磨布に摺接して研磨を行っている（特許文献１参照）。
ウェーハの研磨メカニズムは、研磨中に供給するスラリーに含まれる砥粒との接触による機械的な研磨作用と、スラリーに添加されているアルカリ成分による化学的な研磨作用に分けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３４４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者が鋭意研究を行ったところ、一般的にウェーハ中心部の研磨レートは、ウェーハと研磨布の摩擦熱に起因する発熱による化学的な研磨作用の影響が大きく、ウエーハのエッジ近傍（外周部）は、研磨布の弾性変形による研磨圧力の増加に起因する機械的な研磨作用の影響が大きいことが分かった。ウエーハの中心部とエッジ近傍の研磨取代が大きくなり易く、特にエッジ近傍の取代増加は外周ダレと呼ばれ、フラットネス悪化の大きな要因となっている。
【０００６】
この外周ダレを改善するため、弾性変形の少ない高硬度研磨布を用いた研磨方法や、リテーナー機構を持つ研磨ヘッドが提案されている。
【０００７】
しかしながら、弾性変形の少ない高硬度研磨布を用いる場合はスクラッチが発生しやすい欠点がある。また、リテーナー機構を持つ研磨ヘッドを使用した場合も、スクラッチ低減のため比較的柔らかい研磨布を選定した場合、その改善効果は限定的である。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、例えば外周ダレの発生の抑制など、ウエーハの外周部を所望のように研磨することが可能な研磨方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、定盤に貼り付けた研磨布上にスラリーを供給しつつ、該研磨布に、研磨ヘッドが保持するウエーハの表面を摺接させて研磨するウエーハの研磨方法であって、前記ウエーハの研磨を開始した後、研磨中に、前記スラリーの供給温度を研磨開始時よりも低温に変更することにより、ウエーハ外周部の研磨レートを制御することを特徴とするウエーハの研磨方法を提供する。
【００１０】
このような本発明のウエーハの研磨方法であれば、スラリーの供給温度の変更後に研磨ヘッド周辺（つまりはウエーハ外周部付近）に低温のスラリーが滞留し、ウエーハ外周部付近の温度を低くすることができる。化学的な研磨作用は温度による影響が大きいため、上記冷却効果を受けたウエーハ外周部における研磨レートを所望のように制御して抑制することができる。そして、それによって特には外周ダレの発生、あるいはその度合いを抑制し、外周部付近のフラットネスを改善することができる。しかも簡便に行うことができる。
【００１１】
このとき、前記スラリーの供給温度を変更するとき、研磨開始時より５℃以上低くすることができる。
【００１２】
このようにすれば、ウエーハの外周部付近をより効率良く冷却することができる。このため、ウエーハ外周部の研磨レートを一層抑制することができ、外周ダレの発生度合いをさらに効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、前記スラリーの研磨開始時の供給温度を調整することにより、さらに平均研磨レートを制御することができる。
【００１４】
研磨中に低温のスラリーを供給することでウエーハ全体における平均研磨レートが下がるが、予め研磨開始時の供給温度を調整して研磨開始からスラリーの供給温度を低温に変更するまでの研磨レートも制御することができ、研磨工程全体を通しての平均研磨レートを制御することが可能である。これにより生産性が低下するのを防ぐことができる。また、この方法であれば、スラリーの供給温度を上げて研磨レートを上げる場合に危惧されるエッチングによる面粗れも生じないため、Ｈａｚｅムラも発生しない。
【００１５】
また、前記スラリーの供給温度を変更するとき、異なる温度のスラリーを別個に供給するノズルを複数設け、該複数のノズルの切り替えによって行うことができる。
または、前記スラリーの供給温度を変更するとき、複数のタンクに別個に貯めた異なる温度のスラリーを、バルブの切り替え操作で選択してノズルへ送ることによって行うこともできる。
【００１６】
このように、別個のノズルから異なる温度のスラリーを供給したり、ノズルは共用し、バルブの切り替え操作により異なる温度のスラリーを供給することで、スラリーの供給温度を簡単に変更することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明のウエーハの研磨方法によれば、ウエーハ外周部付近を冷却しつつ研磨することができ、ウエーハ外周部の研磨レートを制御して抑制することができる。特には外周ダレの発生度合いを抑制することができ、外周部付近のフラットネスを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のウエーハの研磨方法に用いることができる研磨装置（ノズル非共用型）の一例を示す概略図である。（Ａ）研磨装置の全体、（Ｂ）ノズルの配設位置である。
【図２】本発明のウエーハの研磨方法に用いることができる研磨装置（ノズル非共用型）の他の一例を示す概略図である。（Ａ）研磨装置の全体、（Ｂ）ノズルの配設位置である。
【図３】本発明のウエーハの研磨方法に用いることができる研磨装置（ノズル共用型）の一例を示す概略図である。（Ａ）研磨装置の全体、（Ｂ）（Ｃ）ノズルの配設位置である。
【図４】本発明のウエーハの研磨方法の一例を示すフロー図である。
【図５】研磨中にスラリーの供給温度を低温化したときの直径３００ｍｍのウエーハ外周部の取代形状の一例を示すグラフである。
【図６】スラリーの供給温度条件と直径３００ｍｍのウエーハ中心から１４７ｍｍと１４９ｍｍの位置の取代差を示すグラフである。
【図７】スラリーの供給温度条件と平均研磨レートの関係を示す。
【図８】実施例および比較例の研磨後の直径３００ｍｍのウエーハのフラットネスの評価結果を示すグラフである。（Ａ）ＳＦＱＲ、（Ｂ）ＥＳＦＱＲ。
【図９】実施例および比較例の研磨後のウエーハ表面のＨａｚｅマップを示すグラフである。（Ａ）実施例、（Ｂ）比較例。
【図１０】ウエーハの研磨方法の一例を示す説明図である。
【図１１】研磨中の研磨布上の温度分布の一例を示す温度分布図である。（Ａ）中心１箇所にスラリーを供給、（Ｂ）２箇所にスラリーを供給した場合である。
【図１２】スラリーの供給温度、定盤および研磨ヘッドの回転数、研磨レートの関係を示すグラフである。
【図１３】スラリーの供給温度と直径３００ｍｍのウエーハ外周部の取代形状の関係を示すグラフである。定盤回転数／研磨ヘッド回転数が（Ａ）６０ｒｐｍ／２０ｒｐｍ、（Ｂ）４０ｒｐｍ／４０ｒｐｍ、（Ｃ）２０ｒｐｍ／６０ｒｐｍの場合である。
【図１４】スラリーの供給温度と直径３００ｍｍのウエーハ中心から１４７ｍｍと１４９ｍｍの位置の取代差の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
前述したように、従来の研磨方法では外周ダレが発生し易い。この原因等について本発明者らはまず調査を行った。
図１０はウエーハの研磨方法の一例を示す説明図である。ここでは、研磨ヘッドが２つの研磨装置を用いた例を挙げている。このような２ヘッド方式の研磨装置の場合、通常、スラリーは研磨布の中心付近に設置されたノズルから供給される。ここで、ウエーハのエッジ部近傍（外周部）では研磨布の弾性変形による影響で研磨圧力が高くなりやすく、機械的な研磨作用が中心部より高くなるのが外周ダレの発生原因の一つとなる。
【００２０】
一方、研磨には機械的な研磨作用の他、化学的な研磨作用によるものがある。この化学的な研磨作用は、同一研磨条件、同一組成のスラリーであれば、スラリーの供給温度に影響されると考えられる。
ここでスラリーはウェーハと研磨布の間に供給されるが、そのほとんどは研磨に寄与することなく系外へ排出される。研磨に寄与しないスラリーは、ウェーハと研磨布の摩擦によって温度が上昇する研磨布の表面を冷却する効果を持つ。また、この過剰なスラリーは、研磨ヘッドの回転により、研磨ヘッド周辺にも一定時間滞留するため、ウェーハの外周部も冷却することになる。
【００２１】
図１１はスラリーを供給しつつ研磨を行っているときの研磨布上の温度分布図である。なお、温度変化が分かりやすいように、研磨ヘッドは揺動せず、スラリーを１５℃で供給して測定を行ったものである。図１１（Ａ）は研磨布の中心１箇所にスラリーを供給した場合であり、図１１（Ｂ）は２箇所にスラリーを供給した場合である。
図１１（Ａ）の温度分布を見ると、スラリーが供給されている中心部を除き、ほぼ同心円状に外側に向かって温度が低くなっている。なお、揺動運動を行っていないため、温度差が特に顕著になっているが、揺動運動を行った場合も研磨布の中心部と外周部は連続的な摩擦抵抗を受けないため、同じ傾向となった。
また、研磨ヘッド周辺（ウエーハ外周部付近）に、研磨時の研磨布の表面温度よりも低い温度のスラリーが過剰に滞留しているため、研磨ヘッドの周辺も温度が低くなっている。
これらの傾向は図１１（Ｂ）においてもほぼ同様である。
供給するスラリーの温度を下げることにより、上記ウエーハ外周部の冷却効果を上げることができると考えられる。
【００２２】
本発明者らは、ウエーハ外周部付近に滞留する低温のスラリーを利用することでウエーハ外周部における化学的な研磨作用を抑制して研磨レートを制御し、特には外周ダレを抑制することができないか、さらに検討を行った。
【００２３】
図１２は、スラリーの供給温度、定盤および研磨ヘッドの回転数、研磨レートの関係を示すグラフである。スラリーの温度としては、１５℃、２０℃、２５℃の３パターンとし、回転数としては、定盤回転数／研磨ヘッド回転数を６０ｒｐｍ／２０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ／４０ｒｐｍ、２０ｒｐｍ／６０ｒｐｍの３パターンとした。
【００２４】
図１２より、研磨レートは、定盤および研磨ヘッドの回転数とスラリーの供給温度によって変化していることが分かる。
スラリーの供給温度はスラリーの化学的な研磨作用に直接影響するため、低温にするほど研磨レートが低下していることが分かる。
【００２５】
なお、回転数の条件は、定盤回転数を上げた方がウエーハ中心付近の摩擦による発熱が強くなり、ウエーハ全体の研磨レートが高くなる。逆に研磨ヘッドの回転数を上げた場合は、摩擦による研磨面の温度上昇よりも、研磨ヘッド周辺のスラリーによる冷却効果や、ハイドロプレーン現象によって研磨レートは低下する。
【００２６】
また、図１３はスラリーの供給温度とウエーハ外周部の取代形状の関係を示すグラフである。定盤回転数／研磨ヘッド回転数が（Ａ）６０ｒｐｍ／２０ｒｐｍ、（Ｂ）４０ｒｐｍ／４０ｒｐｍ、（Ｃ）２０ｒｐｍ／６０ｒｐｍの場合である。なお、直径３００ｍｍのウエーハについて測定したものであり、横軸を、ウエーハ中心からの距離（１３０〜１４９ｍｍ）としている。
ウエーハ外周部、特にはウエーハ中心からの距離が１４９ｍｍ付近を見ると、定盤や研磨ヘッドの回転数に限らず、スラリー温度が低い方が取代が低下していることが分かる。
【００２７】
さらに、図１３のウエーハ中心から１４７ｍｍと１４９ｍｍの位置の取代差（１４９ｍｍでの値−１４７ｍｍでの値）を集計した結果を図１４に示す。取代差は、プラスの値であれば外周（ウエーハ中心から１５０ｍｍ）から３ｍｍの位置よりも、外周から１ｍｍの位置の取代が多い（すなわち外周ダレが発生している）。一方、マイナスの値であれば外周から３ｍｍの位置の取代が、外周から１ｍｍの位置の取代よりも多い（すなわち、外周ハネが発生している）ことを示す。
【００２８】
取代差のデータから、スラリーの供給温度が低い方が、外周ダレを抑制する傾向があることが分かる。回転数の条件ごとに見れば、スラリーの供給温度以外は同一条件での比較であるため、この変化はスラリーによるウエーハ外周部の冷却効果により、ウエーハ外周部の取代が低下したと考えられる。化学的な研磨作用が抑制されたものと考えられる。
【００２９】
以上の調査結果を踏まえ、本発明者は、研磨中にスラリーの供給温度を低温化することにより研磨レートを変更制御できると考え、本発明を完成させた。
【００３０】
以下、本発明のウエーハの研磨方法について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、本発明のウエーハの研磨方法を行う際に用いることができる研磨装置の一例を図１に示す。図１（Ａ）は研磨装置の全体を示しており、図１（Ｂ）はスラリーを供給するノズルの配設位置を示している。
図１に示すように、この研磨装置１は、まず、研磨するウエーハを保持する研磨ヘッド２、研磨布３が表面に貼付された定盤４が備えられている。
研磨ヘッド２はウエーハの裏面側から保持するものであり、その保持面側にはウエーハの外周部を保持するためのガイドリングが設けられている。研磨ヘッド２は、この他にもテンプレートを用いたものや、研磨布３を押圧するためのリテーナリング等、適宜必要な部材を備えたものとすることができる。研磨ヘッド２自体は特に限定されず、例えば、従来と同様のものを用いることができる。また、ここでは研磨ヘッド２の数が２つの例を挙げたがこれに限定されず、適宜その数を決定することができる。
【００３１】
研磨布３や定盤４自体は特に限定されず、例えば従来と同様のものを用いることができる。研磨ヘッド２に保持されたウエーハの表面側を定盤４上の研磨布３に摺接させて研磨可能なものであれば良い。
【００３２】
また、研磨の際に研磨布３上にスラリーを供給するため、各々、異なる温度のスラリーが貯蔵されている２つのタンク５ａ、５ｂ、複数（ここでは２つ）のノズル６ａ、６ｂ、バルブ７ａ、７ａ’、７ｂ、７ｂ’や、この他にポンプ等が備えられている。
なお、タンク５ａ中のスラリー（スラリーＡとする）はノズル６ａを通して供給可能であり、一方でタンク５ｂ中のスラリー（スラリーＢ）はノズル６ｂを通して供給可能になっている。各々のタンク５ａ、５ｂには、ヒーターや熱交換器等が設けられており、タンク中のスラリーの温度を調節でき、ノズル６ａ、６ｂから供給するスラリーの温度を適宜制御することが可能である。ここでは、スラリーＡよりもスラリーＢのほうがより低温に制御されている。
【００３３】
また、例えばスラリーＡ側の供給システムについて、バルブ７ａを開け、バルブ７ａ’を閉じれば、タンク５ａ中のスラリーＡはポンプによりノズル６ａから研磨布３上に供給可能であり、バルブ７ａを閉じ、バルブ７ａ’を開ければスラリーＡはバルブ７ａ’を通ってタンク５ａへ戻り、循環されるだけであり、研磨布３上には供給されない。当然、この仕組みに限定されず、ポンプの動作とバルブの開閉を連動させるものであっても良い。また、スラリーＢ側の供給システムについても同様である。
【００３４】
また、図１ではノズルが２つの例を挙げたが、ノズルの数をさらに増やすこともできる。
図２（Ａ）はノズルの数が４つの研磨装置の全体を示しており、図２（Ｂ）はノズルの配設位置を示している。
４つのうち２つのノズル１０６ａ、１０６ａ’をスラリーＡの供給用として配設し、残りの２つのノズル１０６ｂ、１０６ｂ’をスラリーＢの供給用として配設することができる。
以上のように、バルブ等を用い、スラリーを供給するノズルを切り替えて異なる温度のスラリーを供給可能なものとすることができる。
【００３５】
図１、２では、異なる温度のスラリーを別々のノズルで供給する非共用型のものについて説明してきたが、この他、異なる温度のスラリーを同じノズルで供給する共用型のものとすることもできる。
図３（Ａ）はノズルの数が１つの研磨装置の全体を示しており、図３（Ｂ）はノズルの配設位置を示している。また、図３（Ｃ）はノズルが２つの場合の配設位置を示している。
まず図３（Ａ）（Ｂ）について、１つのノズル２０６が配設されており、バルブ２０７ａ、２０７ａ’、２０７ｂ、２０７ｂ’の切り替え操作により、異なる温度のスラリーを供給可能になっている。例えば、バルブ２０７ａ、２０７ｂ’を開け、バルブ２０７ａ’、２０７ｂを閉じれば、スラリーＢは循環するだけであり、スラリーＡだけがノズル２０６から研磨布上に供給される。一方、バルブ２０７ａ’、２０７ｂを開け、バルブ２０７ａ、２０７ｂ’を閉じれば、スラリーＢだけをノズル２０６から研磨布上に供給することができる。
なお、図３（Ｃ）に示すように、配設されるノズルを複数（２０６、２０６’）にすることも可能である。この場合、ノズル２０６と２０６’は同じスラリーを供給するようにすることができる。
【００３６】
次に図１の研磨装置を用いた本発明のウエーハの研磨方法について説明する。
図４に本発明のウエーハの研磨方法のフローの一例を示す。
図４に示すように、研磨を開始し、一定時間が経過した後、研磨中にスラリーの供給温度を研磨開始時よりも低温に変更して研磨を続け、所定時間研磨後、研磨を終了する。このように研磨途中でスラリーの供給温度を低温化することにより、ウエーハ外周部の研磨レートが低くなるように制御する。
以下、より具体的に説明する。
【００３７】
（研磨開始）
まず、研磨ヘッド２にウエーハの裏面側を保持する。そして、タンク５ａからノズル６ａを通してスラリーＡを研磨布３上に供給するとともに、研磨ヘッド２と定盤４をそれぞれ所定の方向に回転させながらウエーハを研磨布３に摺接させ、ウエーハを研磨布３に対して回転させながら所定の押圧力で押し付けてウエーハの表面の研磨を開始する。
【００３８】
なお、研磨ヘッド２や定盤４の回転数、研磨布３への押圧力、研磨時間等は特に限定されず、適宜決定することができる。また、タンク５ａ中のスラリーＡの温度、すなわち研磨開始時のスラリーＡの供給温度も特に限定されず、適宜決定することができる。詳しくは後述するが、平均研磨レート等を考慮して決めればよい。
【００３９】
本発明の研磨方法においては、上述したようにスラリーの供給温度を研磨途中で低温化するが、その低温化による影響や、生産性等を考慮して、研磨工程全体で所望のように研磨できるように決定することができる。
【００４０】
（スラリーの供給温度を研磨開始時よりも低温に変更）
上記のようにして研磨を開始した後、研磨中にスラリーの供給温度を低温に変更する。
ここで、スラリーの供給温度の低温化の方法は特に限定されないが、図１の研磨装置１の場合、例えば、タンク５ａからノズル６ａを通してスラリーＡを供給していたのを止め、代わりにタンク５ｂからノズル６ｂを通し、スラリーＡよりも低温のスラリーＢを研磨布３に供給することによって低温に変更することができる。バルブ７ａ〜７ｂ’の開閉の切り替え操作によって、スラリーを供給するノズルをノズル６ａからノズル６ｂへ切り替え、スラリーＡよりも低温のスラリーＢを供給すれば良い。
【００４１】
なお、図３の研磨装置でスラリーＡを研磨開始時から供給している場合は、バルブ２０７ａ〜２０７ｂ’の開閉の切り替え操作によって、スラリーＡの代わりにスラリーＢを選択して、研磨開始時と同じノズル２０６（あるいはノズル２０６およびノズル２０６’）を通してスラリーＢを研磨布３上に供給することができる。
【００４２】
ここで、上記スラリーの低温化についてさらに詳述する。スラリーＢの供給温度は、研磨開始時のスラリーＡの供給温度よりも低温であればよく、その度合いは特には限定されない。例えば、５℃以上低温にすることにより、より効率的にウエーハ外周部を冷却することができ、ウエーハ外周部の研磨レートを一層抑制するよう制御することができる。その結果、例えば外周ダレの発生度合いをより効果的に抑制することができる。
【００４３】
図５は、研磨中にスラリーの供給温度を低温化したときの直径３００ｍｍのウエーハ外周部の取代形状の一例を示すグラフである。
ここでは、定盤回転数／研磨ヘッド回転数を４０ｒｐｍ／４０ｒｐｍとし、研磨開始から総研磨時間の６０％を２５℃のスラリーＡで研磨し、研磨終了までの残り４０％を２０℃または１５℃のスラリーＢで研磨した結果と、研磨開始から総研磨時間の６０％を３０℃のスラリーＡで研磨し、研磨終了までの残り４０％を１０℃のスラリーＢで研磨した結果を示す。
なお、比較として、スラリーの供給温度を変更せずに２５℃で一定のまま研磨を行った場合の結果についても図５に示した。
【００４４】
ウエーハ外周部、例えばウエーハ中心からの距離が１４９ｍｍ付近を見ると、スラリーの供給温度が２５℃で一定の場合が最も大きく取代が跳ね上がっている（取代が大きい）。そして、２５℃から２０℃へ、２５℃から１５℃へ、３０℃から１０℃へ変更した順に取代が小さく、取代の跳ね上がりを抑制できていることが分かる。
【００４５】
ここで、図６に直径３００ｍｍのウエーハ中心から１４７ｍｍと１４９ｍｍの位置の取代差（１４９ｍｍでの値−１４７ｍｍでの値）を示す。プラスの値であれば外周ダレを示し、マイナスの値であれば外周ハネを示す。２５℃で一定の場合は取代差が３９ｎｍと大きな値を示しているが、２５℃から２０℃へ変更した場合は１４ｎｍ、２５℃から１５℃へ変更した場合は１１ｎｍ、３０℃から１０℃へ変更した場合は８ｎｍであった。
したがって、図５、６から分かるように、２５℃で一定の場合よりも、本発明のように研磨中に低温化したほうが、ウエーハ外周部における研磨レートを抑制し、外周ダレの度合いを低減できていることが分かる。しかも、低温化の度合いが大きい方が、より一層外周ダレの発生度合いを抑制できている。
【００４６】
また、図７に、スラリーの供給温度条件と平均研磨レートの関係を示す。２５℃で一定の場合に比べて、２５℃から２０℃へ、２５℃から１５℃へ変更した場合は平均研磨レートが若干下がっている。しかしながら、３０℃から１０℃へ変更した場合は、２５℃で一定の場合よりも平均研磨レートを向上することができた。
このように、平均研磨レートに関しては、供給するスラリーの温度を研磨中に変更すると（例えば２５℃から２０℃または１５℃へ変更）、研磨工程中一定の場合（例えば２５℃で一定）に比べては若干低下する。しかしながら、研磨開始時の供給温度を調整しておけば（例えば２５℃ではなく３０℃で研磨開始する）、平均研磨レートを維持あるいは向上することができる。また、スラリーの供給温度を高めに設定しても、本発明のように後に低温化すれば、エッチングによる面粗れも生じず、Ｈａｚｅムラの発生も防ぐことができる。
生産性等を考慮して、所望の平均研磨レートが得られるようにスラリーＡ、Ｂの供給温度を決定することができる。
【００４７】
なお、この他、スラリーの供給量は冷却効果に影響するため多い方が良く、好ましくは３Ｌ／ｍｉｎ以上とすることができる。また、供給量によるコスト上昇を抑えるため、スラリーは循環回収する方が望ましい。
また、スラリーＡ、Ｂを温度が異なるだけの同じ種類のスラリーとすることで、排スラリー回収時にスラリーを厳密に分けて回収する必要がなく、条件設定が容易になる。
【００４８】
さらに、図５〜７の例では、スラリーの供給温度の低温化を総研磨時間の６０％経過時に設定したが、特にこれに限定されず、生産性、ウエーハの外周ダレや外周ハネの度合い等を考慮して適宜決定することができる。
また、ここでは研磨中にスラリーの供給温度の低温化を一度だけ行う例を示したが、これに限定されず、必要に応じて段階的に複数回低温化させたり、徐々に低温化するなどして、より細かくウエーハ外周部の研磨レートの制御を行うことができる。
【００４９】
以上のようにして、研磨中にスラリーの供給温度を研磨開始時よりも低温に変更することで、ウエーハ外周部の研磨レートを制御することができ、外周ダレ等の不具合の発生を抑制することができる。しかも、スラリーの供給温度を低温化するだけであるので簡便であるし、スクラッチなどもウエーハ表面に発生することもない。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
図１に示すような研磨装置１を用い、本発明の研磨方法を実施した。
研磨布３上にスラリーＡを供給しつつ、直径３００ｍｍのウエーハを保持した研磨ヘッド２と定盤４をそれぞれ回転させながらウエーハを研磨布３に摺接させ、ウエーハを研磨布３に対して回転させながら押し付けてウエーハの表面の研磨を開始した。
その後、研磨中にスラリーＡから、異なる温度のスラリーＢへ切り替えて供給した。
そして、所定時間研磨し続けた後、研磨を終えた。
【００５１】
なお、定盤回転数／研磨ヘッド回転数を４０ｒｐｍ／４０ｒｐｍとし、研磨開始から総研磨時間の６０％を３０℃のスラリーＡを供給して研磨し、研磨終了までの残り４０％を１０℃のスラリーＢを供給して研磨した。
【００５２】
（比較例）
スラリーの供給温度を変更せず、２５℃で一定のまま研磨すること以外は実施例１と同様にして、同様のウエーハの研磨を行った。
【００５３】
実施例および比較例での研磨後のウエーハについて、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のＷａｆｅｒｓｉｇｈｔを用いてフラットネスを測定し、ＳＦＱＲ、ＥＳＦＱＲについて評価した。この結果を図８に示す。
なお、ＳＦＱＲは、ウエーハエッジから２ｍｍの領域を除外し、２６ｍｍ×８ｍｍのサイトサイズで評価した。また、ＥＳＦＱＲは、ウエーハエッジから１ｍｍの領域を除外し、ウエーハ全周を５°間隔で分割し、径方向の一辺の長さが３５ｍｍのサイトサイズで評価した。
【００５４】
図８から分かるように、比較例よりも本発明を実施した実施例のほうが、ＳＦＱＲもＥＳＦＱＲも、値が小さい方へ全体的に分布がシフトしていることが分かる。ウエーハ外周部の形状改善に伴い、ＳＦＱＲｍａｘもＥＳＦＱＲｍａｘも共に改善していることが分かる。
ＳＦＱＲの改善率が約１４％であり、ＥＳＦＱＲの改善率は約２２％であった。クロスセクション形状としては、中心から１４９ｍｍの位置のダレが大きく改善するため、ウエーハエッジからの除外領域が２ｍｍで測定するＳＦＱＲよりも、除外領域が１ｍｍで測定するＥＳＦＱＲの改善率が高くなったと考えられる。
【００５５】
本発明を実施することで、ウエーハ外周部付近を効果的に冷却することができる。そして化学的な研磨作用を抑制し、ウエーハ外周部の研磨レートを抑制することができ、実施例のように、ウエーハのフラットネス（特にはウエーハ外周部付近におけるフラットネス）を改善することが可能である。
【００５６】
また、図９に、研磨後のウェーハ表面のＨａｚｅマップを示す。ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のＳＰ−２光散乱測定装置で確認した結果である。実施例と比較例において、Ｈａｚｅマップに差は見られず、Ｈａｚｅムラの発生は見られなかった。
【００５７】
このように、本発明によってＨａｚｅムラ等を生じることなくフラットネスを改善することができた。
また、平均研磨レートについても、実施例は図７の３０℃から１０℃へ変更する場合と同様の結果が得られ、比較例は図７の２５℃で一定の場合と同様の結果が得られた。すなわち、比較例よりも実施例のほうがより高い平均研磨レートとなり、生産性を高くして研磨を行うことができることが分かる。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５９】
１…研磨装置、  ２…研磨ヘッド、  ３…研磨布、  ４…定盤、
５ａ、５ｂ…タンク、
６ａ、６ｂ、１０６ａ、１０６ａ’、１０６ｂ、１０６ｂ’、
２０６、２０６’…ノズル、
７ａ、７ａ’、７ｂ、７ｂ’、２０７ａ、２０７ａ’、
２０７ｂ、２０７ｂ’…バルブ。
【図１】
0006007553.tif 000002
【図２】
0006007553.tif 000003
【図３】
0006007553.tif 000004
【図４】
0006007553.tif 000005
【図５】
0006007553.tif 000006
【図６】
0006007553.tif 000007
【図７】
0006007553.tif 000008
【図８】
0006007553.tif 000009
【図９】
0006007553.tif 000010
【図１０】
0006007553.tif 000011
【図１１】
0006007553.tif 000012
【図１２】
0006007553.tif 000013
【図１３】
0006007553.tif 000014
【図１４】
0006007553.tif 000015