(57)【要約】 【課題】粗研磨工程による半導体ウェハの表面の粗さを安定化し、仕上研磨工程を効率的に行うことができる半導体ウェハの研磨方法の提供。【解決手段】研磨装置１を用いて半導体ウェハＷの粗研磨を行う半導体ウェハの粗研磨方法は、半導体ウェハＷの鏡面仕上研磨前の粗研磨において、スラリー供給装置４から供給されるコロイダルシリカを含むスラリーにより半導体ウェハＷの研磨を行う第１研磨工程と、純水供給装置５から供給される純水及びアルカリ原液供給装置６から供給されるアルカリ原液とを混合したアルカリ液により研磨を行う第２研磨工程とを備え、第２研磨工程におけるアルカリ液のｐＨ値、研磨時間は、第１研磨工程における研磨定盤２の負荷電流値に基づいて設定される。【選択図】図２
2008091383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハの鏡面仕上研磨前に実施され、エッチングにより蝕像された前記半導体ウェハ表面を一定の粗さに加工する半導体ウェハの粗研磨方法であって、
研磨の進行状態に応じて、研磨液を、コロイダルシリカを含むスラリーからアルカリ液に連続的又は段階的に変化させ、前記半導体ウェハ表面の研磨を行うことを特徴とする半導体ウェハの粗研磨方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ウェハの粗研磨方法において、
前記コロイダルシリカを含むスラリーにより前記半導体ウェハ表面の研磨を行う第１研磨工程と、
前記アルカリ液により前記半導体ウェハ表面の研磨を行う第２研磨工程とを備えていることを特徴とする半導体ウェハの粗研磨方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体ウェハの粗研磨方法において、
前記第２研磨工程は、前記アルカリ液としてＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、ＴＭＡＨ（Tetra Methyl Ammonium Hydroxide）のうち、少なくともいずれかを用い、ｐＨ値がｐＨ１０以上、ｐＨ１２未満で実施されることを特徴とする半導体ウェハの粗研磨方法。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の半導体ウェハの粗研磨方法において、
前記第２研磨工程におけるアルカリ液のｐＨは、前記第１研磨工程後の半導体ウェハ表面の二乗平均平方根粗さＲｑに基づいて設定されることを特徴とする半導体ウェハの粗研磨方法。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の半導体ウェハの粗研磨方法において、
前記第１研磨工程における前記半導体ウェハを研磨する研磨装置の研磨定盤の駆動電流値を検出し、
検出された前記研磨定盤の駆動電流から該研磨定盤の負荷電流を算出し、
算出された負荷電流に基づいて、前記第２研磨工程におけるアルカリ液のｐＨ値を設定することを特徴とする半導体ウェハの粗研磨方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体ウェハの粗研磨方法において、
前記第１研磨工程における半導体ウェハ表面の二乗平均平方根粗さをＲｑ、前記研磨定盤の負荷電流値をＩ、前記スラリーのｐＨ値をＳｐＨ、前記第２研磨工程におけるアルカリ液のｐＨ値をＡｐＨ、第２研磨工程における研磨時間をｔとしたときに、下記式（１）により、アルカリ液のｐＨ値を求めることを特徴とする半導体ウェハの粗研磨方法。
【数１】
2008091383.tif 000007
【請求項７】
駆動電流により回転し、研磨パッドが貼設された研磨定盤と、この研磨定盤に研磨用のスラリーを供給するスラリー供給手段と、前記研磨定盤及び前記スラリー供給手段を制御する制御手段とを備え、半導体ウェハを前記研磨定盤上に押圧し、前記スラリー供給手段からスラリーを供給することにより、前記半導体ウェハを研磨する半導体ウェハの研磨装置であって、
前記研磨定盤にアルカリ原液を供給するアルカリ原液供給手段と、
前記研磨定盤に純水を供給する純水供給手段と、
前記アルカリ原液供給手段からのアルカリ原液の流量を調整する流量調整バルブと、
前記研磨定盤への駆動電流を検出する駆動電流検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記駆動電流検出手段により検出された駆動電流に基づいて、前記スラリーによる研磨中の前記研磨定盤に生じた負荷電流を算出する負荷電流算出部と、
算出された負荷電流に基づいて、前記流量調整バルブから前記研磨定盤に供給する前記アルカリ原液及び前記純水からなるアルカリ液のｐＨ値を算出するｐＨ値算出部と、
算出されたｐＨ値に基づいて、前記流量調整バルブの流量を制御する流量制御部とを備えていることを特徴とする半導体ウェハの研磨装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体ウェハの研磨装置において、
前記ｐＨ値算出部は、前記スラリーにより研磨された半導体ウェハ表面の二乗平均平方根粗さをＲｑ、前記研磨定盤の負荷電流値をＩ、前記スラリーのｐＨ値をＳｐＨ、供給されるアルカリ液のｐＨ値をＡｐＨとしたときに、下記式（１）により、アルカリ液のｐＨ値を求め、
このアルカリ液のｐＨ値に基づいて、前記アルカリ原液供給手段からのアルカリ原液及び前記純水供給手段からの純水の流量を算出することを特徴とする半導体ウェハの研磨装置。
【数２】
2008091383.tif 000008
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の半導体ウェハの研磨装置において、
前記流量調整バルブの下流には、前記研磨定盤に供給するアルカリ液のｐＨ値を検出するｐＨ値検出手段が設けられ、
前記制御手段は、
前記ｐＨ値検出手段で検出されたｐＨ値に基づいて、前記流量制御部からの制御指令を調整する指令調整部を備えていることを特徴とする半導体ウェハの研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハの粗研磨方法、及び半導体ウェハの研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの研磨工程では、前工程のエッチング工程により蝕像されて生じたエッチングピット等を有する半導体ウェハの表面全体を一定の粗さにするために、最終的な仕上研磨工程の前に、粗研磨工程を行うことが多い。この粗研磨工程は、エッチングピットの深さに応じて１段階の研磨で済ませたり、異なる研磨用のスラリーにより多段階で研磨することが行われている。
この粗研磨工程により、半導体ウェハ表面が一定の面粗さとされ、仕上研磨工程では、この一定の面粗さを除去してさらに微小な面粗さのＨａｚｅが作り込まれていく。
【０００３】
一旦、粗研磨工程で形成された面粗さを仕上研磨工程で除去するには、仕上研磨工程における相当量の仕事量を必要とするが、粗研磨工程における半導体ウェハの面粗さは、研磨定盤上に貼設される研磨パッドの粗さが転写することにより生じている。従って、粗研磨工程において、研磨パッドをより平滑化することにより、粗研磨工程後の半導体ウェハの面粗さを一定にすることができる。
このため、従来、粗研磨工程の前に、ダイヤモンド砥石により研磨パッド表面のシーズニング処理を行うことが知られている。
また、粗研磨工程において、研磨定盤の回転数を次第に上昇させる方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、粗研磨工程の前に、研磨パッドのシーズニング処理を行う方法は、その都度変化している研磨パッドに対して最適な研磨条件が異なり、安定した一定の面粗さを得るのが困難であるという問題がある。
また、安定化させるために、シーズニング処理の頻度を高くすると、研磨工程における半導体ウェハの生産性が低下してしまうという問題がある。
一方、粗研磨工程で研磨定盤の回転数を次第に上昇させる方法は、回転数を上げると、半導体ウェハとの間で生じる摩擦熱により研磨定盤に熱膨張が生じ、半導体ウェハの平坦性を維持することが困難になるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、粗研磨工程による半導体ウェハの表面の粗さを安定化し、仕上研磨工程を効率的に行うことができる半導体ウェハの研磨方法、及び半導体ウェハの研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る半導体ウェハの粗研磨方法は、
半導体ウェハの鏡面仕上研磨前に実施され、エッチングにより蝕像された前記半導体ウェハ表面を一定の粗さに加工する半導体ウェハの研磨方法であって、
研磨の進行状態に応じて、研磨液を、コロイダルシリカを含むスラリーからアルカリ液に連続的又は段階的に変化させ、前記半導体ウェハ表面の研磨を行うことを特徴とする。
ここで、スラリーからアルカリ液に変化させる工程は、スラリーの供給量を徐々に減らし、徐々に純水の量を増加させ、一定時間純水のみでリンス洗浄を行った後、アルカリ液を供給してもよく、完全にスラリーの供給を遮断し、純水によるリンス洗浄を行い、アルカリ液を純水に混合させて供給してもよい。
この発明によれば、このような研磨を行うことにより、最初は、スラリーを用いた研磨により十分な取り代を確保して、連続的又は段階的にアルカリ液による研磨に変更してコロイダルシリカが少ない状態で研磨を行って半導体ウェハ表面の粗さを一定にすることができる。尚、アルカリ液のみ供給される状態となっても、スラリーからのシリカが研磨パッド中に絡み込んだ状態で研磨が行われるため、半導体ウェハの研磨自体は維持される。
【０００８】
以上において、研磨液を、スラリーからアルカリ液に変化させる工程は、前記コロイダルシリカを含むスラリーにより前記半導体ウェハ表面の研磨を行う第１研磨工程と、前記アルカリ液により前記半導体ウェハ表面の研磨を行う第２研磨工程とを備えているのが好ましい。
この場合、第２研磨工程は、アルカリ液としてＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、ＴＭＡＨ（Tetra Methyl Ammonium Hydroxide）のうち、少なくともいずれかを用い、ｐＨ値がｐＨ１０以上、ｐＨ１２未満で実施されるのが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、第１研磨工程による半導体ウェハ表面の取り代を確認しながら第２研磨工程に移行することができるため、粗研磨工程に必要な取り代を第１研磨工程で確保して、第２研磨工程で半導体ウェハ表面を一定の粗さにすることができる。
また、第２研磨工程において、アルカリ液として前記のアルカリを使用し、ｐＨ値を１０〜１２とすることで、半導体ウェハ表面の粗さを一層安定させることができる。
【００１０】
また、前記第２研磨工程におけるアルカリ液のｐＨは、前記第１研磨工程後の半導体ウェハ表面の二乗平均平方根粗さＲｑに基づいて設定されるのが好ましい。
ここで、二乗平均平方根粗さＲｑは、例えば、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠して測定された値を採用することができる。
この発明によれば、第１研磨工程後の半導体ウェハの表面粗さの状況を確認した上で第２研磨工程におけるアルカリ液のｐＨを設定することにより、前工程での研磨状況をより正確に把握して第２研磨工程を行うことができるため、粗研磨工程における表面粗さの安定化を一層確実に実現することができる。
【００１１】
また、粗研磨を第１研磨工程、第２研磨工程の２段階で行う場合、
前記第１研磨工程における前記半導体ウェハを研磨する研磨装置の研磨定盤の駆動電流を検出し、
検出された前記研磨定盤の駆動電流から該研磨定盤の負荷電流を算出し、
算出された負荷電流に基づいて、前記第２研磨工程におけるアルカリ液のｐＨ値を設定するのが好ましい。
ここで、具体的には、第２研磨工程におけるアルカリ液のｐＨ値の設定は、
前記第１研磨工程における半導体ウェハ表面の二乗平均平方根粗さをＲｑ、前記研磨定盤の負荷電流値をＩ、前記スラリーのｐＨ値をＳｐＨ、前記第２研磨工程におけるアルカリ液のｐＨ値をＡｐＨ、第２研磨工程における研磨時間をｔとしたときに、下記式（１）により、アルカリ液のｐＨ値を求めるのが好ましい。
【００１２】
【数１】
2008091383.tif 000003
【００１３】
この発明によれば、第１研磨工程における研磨定盤の負荷電流を求めるだけで、第２研磨工程におけるアルカリ液のｐＨ値を式（１）によって算出できるため、第２研磨工程の条件設定を簡単に行うことができる。
【００１４】
本発明に係る半導体ウェハの研磨装置は、
駆動電流により回転し、研磨パッドが貼設された研磨定盤と、この研磨定盤に研磨用のスラリーを供給するスラリー供給手段と、前記研磨定盤及び前記スラリー供給手段を制御する制御手段とを備え、半導体ウェハを前記研磨定盤上に押圧し、前記スラリー供給手段からスラリーを供給することにより、前記半導体ウェハを研磨する半導体ウェハの研磨装置であって、
前記研磨定盤にアルカリ原液を供給するアルカリ原液供給手段と、
前記研磨定盤に純水を供給する純水供給手段と、
前記アルカリ原液供給手段からのアルカリ原液の流量を調整する流量調整バルブと、
前記研磨定盤への駆動電流を検出する駆動電流検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記駆動電流検出手段により検出された駆動電流に基づいて、前記スラリーによる研磨中の前記研磨定盤に生じた負荷電流を算出する負荷電流算出部と、
算出された負荷電流に基づいて、前記流量調整バルブから前記研磨定盤に供給する前記アルカリ原液及び前記純水からなるアルカリ液のｐＨ値を算出するｐＨ値算出部と、
算出されたｐＨ値に基づいて、前記流量調整バルブの流量を制御する流量制御部とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
ここで、ｐＨ値算出部によるｐＨ値は、前記の式（１）により算出するのが好ましい。
この発明によれば、制御手段による演算処理により自動的に制御することが可能となるため、前述した本発明に係る半導体ウェハの粗研磨方法を研磨装置で自動的に実行することが可能となり、作業手間の大幅な軽減を図ることができる。
【００１６】
以上において、前記流量調整バルブの下流には、前記研磨定盤に供給するアルカリ液のｐＨ値を検出するｐＨ値検出手段が設けられている場合、
前記制御手段は、
前記ｐＨ値検出手段で検出されたｐＨ値に基づいて、前記流量制御部からの制御指令を調整する指令調整部を備えているのが好ましい。
この発明によれば、実際に流量制御部から供給されるアルカリ液のｐＨ値を検出し、その検出結果から指令調整部が流量制御部によるアルカリ原液及び純水の割合を調整できるため、アルカリ液のｐＨ値をより正確に管理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
〔１〕半導体ウェハの製造工程
図１には、本発明の実施形態に係る半導体ウェハの製造工程が示されている。
まず、ＣＺ法等により引き上げられたインゴットをマルチワイヤソー等によってスライス切断し（工程Ｓ１）、角隅部等の面取りを行った後（工程Ｓ２）、ラッピングを行う（工程Ｓ３）。
【００１８】
次に、ラッピング工程Ｓ３が終了したら、エッチングによる化学研磨を行った後（工程Ｓ４）、半導体ウェハの粗研磨を行う（工程Ｓ５）。
粗研磨工程Ｓ５は、エッチング工程Ｓ４によるエッチングピットの発生状況に応じて多段階で行われるが、仕上研磨工程Ｓ６の直前のＮ回目の粗研磨工程では、第１研磨工程Ｓ５１と、第２研磨工程Ｓ５２との２段階で粗研磨が実施される。
第１研磨工程Ｓ５１では、コロイダルシリカを含むスラリーを供給しながら、通常の粗研磨と同様に実施される。
第２研磨工程Ｓ５２では、スラリーの供給からアルカリ液の供給に切り替えて粗研磨を継続させる。
最終段のＮ回目の粗研磨工程が終了したら、仕上研磨を行う（工程Ｓ６）。
【００１９】
〔２〕研磨装置の全体構成
上述した粗研磨工程Ｓ５は、図２に示されるような研磨装置１によって実施される。
この研磨装置１は、枚葉式の研磨装置であり、研磨定盤２、研磨ヘッド３、スラリー供給装置４、純水供給装置５、アルカリ原液供給装置６、駆動電流検出器７、及びコントローラ８を備えて構成される。
研磨定盤２は、モータ２１によって回転駆動する定盤本体２２と、この定盤本体２２上にスポンジ等の弾性材料を介して貼設される研磨布２３を備えて構成され、研磨布２３上に半導体ウェハＷの研磨面が当接する。
【００２０】
研磨ヘッド３は、半導体ウェハＷと略同じ半径の円板上の押圧部３１と、この押圧部３１の円形中心に設けられる駆動軸３２とを備えて構成され、押圧部３１によって半導体ウェハＷは所定の荷重によって研磨定盤２上に押圧されるとともに、駆動軸３２が不図示の動力源によって回転することにより、押圧部３１が回転し、それとともに、押圧された半導体ウェハＷも回転するようになっている。
スラリー供給装置４は、研磨定盤２上にコロイダルシリカを含むスラリーを供給する部分であり、図示を略したが、スラリータンク内のスラリーをポンプ等によって吸い上げ、ノズル４１から研磨定盤２の研磨布２３上にスラリーを供給する。
【００２１】
純水供給装置５は、スラリー供給装置４から研磨定盤２に供給されたスラリーにより、半導体ウェハＷの研磨が終了した後、リンス洗浄用の純水を供給する部分であり、研磨定盤２に純水を供給する配管途中には、アスピレータ５１、及びｐＨメータ５２が設けられている。
アスピレータ５１は、配管内を純水が流れることでアルカリ原液供給装置６からの配管内を減圧状態とし、アルカリ原液と純水とを混合する部分であり、ｐＨメータ５２は、アスピレータ５１で混合されたアルカリ液のｐＨ値を測定し、電気信号としてコントローラ８に出力する。
【００２２】
アルカリ原液供給装置６は、純水供給装置５にアルカリ原液を供給する部分であり、流量調整バルブ６１を備えて構成される。このアルカリ原液供給装置６から供給するアルカリ原液としては、例えば、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、ＴＭＡＨ（Tetra Methyl Ammonium Hydroxide）を採用することができる。
流量調整バルブ６１は、コントローラ８からの制御指令に基づいて、流量が変化する電磁制御式のバルブとして構成され、この流量調整バルブ６１の開度調整を行うことにより、前述したアスピレータ５１で混合されるアルカリ原液の量が調整され、研磨定盤２に供給されるアルカリ液のｐＨ値が変化するようになっている。
駆動電流検出器７は、定盤本体２２を回転駆動するモータ２１に供給される電流値を検出する部分であり、検出されて電流値は、電気信号としてコントローラ８に出力される。
【００２３】
コントローラ８は、研磨定盤２、研磨ヘッド３の回転駆動制御、スラリー供給装置４の供給量制御、純水供給装置５の供給量制御、及び流量調整バルブ６１の開度調整制御を含む研磨装置１の全体の制御を行う部分であり、コントローラ８上で実行されるプログラムとしての負荷電流算出部８１、ｐＨ算出部８２、指令調整部８３、アルカリ原液流量制御部８４、及びスラリー／純水流量制御部８５を備えて構成される。
負荷電流算出部８１は、駆動電流検出器７から出力されたモータ２１の駆動電流値に基づいて、現在、研磨定盤２にどの程度の負荷電流が生じているかを算出する部分である。負荷電流値は、例えば、研磨定盤２上で半導体ウェハＷが研磨されている状態で、研磨定盤２の駆動モータに与えられる駆動電流値として算出することができる。
【００２４】
ｐＨ算出部８２は、負荷電流算出部８１で算出された負荷電流値に基づいて、第２研磨工程Ｓ５２におけるアルカリ液のｐＨ値を算出する部分であり、第１研磨工程Ｓ５１のスラリー研磨による半導体ウェハ表面の二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ：以下、マイクロラフネスという）をＲｑ、研磨定盤２の負荷電流値をＩ、第１研磨工程Ｓ５１のスラリーのｐＨ値をＳｐＨ、第２研磨工程Ｓ５２におけるアルカリ液のｐＨ値をＡｐＨ、第２研磨工程Ｓ５２における研磨時間をｔとしたときに、下記式（２）によってアルカリ液のｐＨ値ＡｐＨを算出する。
【００２５】
【数２】
2008091383.tif 000004
【００２６】
ここで、上記式（２）は、次のようにして求められる。
まず、研磨定盤２の負荷電流と半導体ウェハＷの第１研磨工程Ｓ５１後のマイクロラフネスＲｑとの関係は、図３に示されるように、マイクロラフネスＲｑが大きければ、研磨定盤２の負荷電流値も大きくなることが確認され、マイクロラフネスＲｑと負荷電流値Ｉとの間には、図３からも判るように、式（３）のような関係があることが判る。
ここで、定数Ｃは、図３における回帰直線Ｌ１の傾き、定数Ａｏは、マイクロラフネスＲｑが殆どない状態における負荷電流値として与えられる。
【００２７】
【数３】
2008091383.tif 000005
【００２８】
次に、第２研磨工程Ｓ５２におけるアルカリ液のｐＨ値をｐＨ１０〜１２で３水準とり、研磨時間ｔに応じたマイクロラフネスＲｑの変化を測定したところ、図４に示されるように、ｐＨ１２ではアルカリが強すぎて研磨時間ｔが長くなると却ってマイクロラフネスＲｑが悪化することが確認された。
一方、ｐＨ１１、ｐＨ１０では、研磨時間ｔが長くなるに従ってマイクロラフネスＲｑが小さくなることが確認された。
【００２９】
図４におけるｐＨ１０、ｐＨ１１のプロット結ぶグラフＬ２、Ｌ３の近似式を、底数を１０とする指数関数と考えると、第２研磨工程Ｓ５２前のｐＨ値（つまり、図４の０minにおけるｐＨ値）は、第１研磨工程Ｓ５１のスラリーのｐＨ値ＳｐＨとなり、第２研磨工程Ｓ５２におけるｐＨ値ＡｐＨとすると、次の式（４）のような関係があることが判る。尚、式（４）中のλはこの測定により求められる補正係数であり、図４における各ｐＨ値のカーブに応じて変化する係数である。
【００３０】
【数４】
2008091383.tif 000006
【００３１】
よって、上述した式（３）、式（４）から、第１研磨工程Ｓ５１における負荷電流値Ｉ、スラリーのｐＨ値ＳｐＨ、第２研磨工程Ｓ５２におけるアルカリ液のｐＨ値ＡｐＨ、研磨時間ｔとの間には、前述した式（２）の関係があることとなり、この式（２）に第１研磨工程Ｓ５１における負荷電流値Ｉ、スラリーのｐＨ値ＳｐＨに基づいて、第２研磨工程Ｓ５２におけるアルカリ液のｐＨ値ＡｐＨ、及び研磨時間ｔを設定することができる。尚、生産効率の関係から、研磨時間ｔを決められた一定値とし、これに応じたアルカリ液のｐＨ値ＡｐＨを設定するのが好ましい。
【００３２】
図２に戻って、指令調整部８３は、ｐＨメータ５２で検出された実際に配管を流れるアルカリ液のｐＨ値に基づいて、アルカリ液のｐＨ値を調整する制御指令を生成し、アルカリ原液流量制御部８４に出力する部分である。つまり、この指令調整部８３により、アルカリ原液流量制御部８４は、流量調整バルブ６１のフィードバック制御を行う。
また、この指令調整部８３では、第１研磨工程Ｓ５１におけるスラリーのｐＨ値をｐＨメータ５２から取得する。
【００３３】
アルカリ原液流量制御部８４は、前述したｐＨ算出部８２で算出されたアルカリ液のｐＨ値に基づいて、流量調整バルブ６１の開度制御を行い、アスピレータ５１で混合されるアルカリ原液の供給量を調整する部分である。また、このアルカリ原液流量制御部８４は、指令調整部８３からの制御指令により、アスピレータ５１で混合されたアルカリ液のｐＨ値に基づいて、アルカリ原液の供給量を制御して、研磨定盤２に供給するアルカリ液のｐＨ値をｐＨ１０以上、ｐＨ１２未満の範囲に調整する。
スラリー／純水流量制御部８５は、スラリー供給装置４、純水供給装置５から供給されるスラリー、純水の流量を制御する部分である。
【００３４】
〔３〕実施形態の作用及び効果
次に、前述した研磨装置１による粗研磨方法の作用について説明する。
第１研磨工程Ｓ５１において、コントローラ８のスラリー／純水流量制御部８５は、予めオペレータにより設定された粗研磨条件に基づいて、スラリーの流量制御を行ってスラリー供給装置４から研磨定盤２上に供給するスラリーの量を調整しつつ、コントローラ８からの制御指令により、研磨定盤２、研磨ヘッド３の回転駆動制御を行い、第１研磨工程Ｓ５１による粗研磨を実施する。
【００３５】
この間、負荷電流算出部８１は、駆動電流検出器７からの検出信号に基づいて、第１研磨工程Ｓ５１において、半導体ウェハＷの押圧により生じる研磨定盤２に作用する負荷電流値Ｉを算出し、ｐＨ算出部８２に出力する。
また、指令調整部８３では、ｐＨメータ５２から第１研磨工程Ｓ５１におけるスラリーのｐＨ値ＳｐＨを取得し、ｐＨ算出部８２に出力する。
ｐＨ算出部８２は、得られた負荷電流値Ｉ、スラリーのｐＨ値ＳｐＨと、予めオペレータが設定した第２研磨工程Ｓ５２の研磨時間ｔに基づいて、前記式（２）を用いて、第２研磨工程Ｓ５２におけるアルカリ液のｐＨ値ＡｐＨを算出し、不図示のメモリ上にストアしておく。
【００３６】
第１研磨工程Ｓ５１が終了したら、スラリー／純水流量制御部８５は、スラリー供給装置４によるスラリーの供給を停止し、純水供給装置５から純水の供給を開始して、半導体ウェハＷの研磨面のリンス洗浄を行う。
十分なリンス洗浄が終了したら、アルカリ原液流量制御部８４は、メモリ上にストアされたアルカリ液のｐＨ値ＡｐＨに基づいて、アスピレータ５１で混合すべきアルカリ原液の量を算出して、流量調整バルブ６１の開度制御を行い、第２研磨工程Ｓ５２を開始する。
【００３７】
第２研磨工程Ｓ５２が開始されたら、指令調整部８３は、ｐＨメータで検出されるアルカリ液のｐＨ値に基づいて、ｐＨ値を調整する制御指令を生成し、アルカリ原液流量制御部８４に出力し、アルカリ原液流量制御部８４では、この調整制御指令に応じた流量調整バルブ６１のフィードバック制御を行う。
そして、このような第２研磨工程Ｓ５２によって研磨された半導体ウェハＷは、仕上研磨工程Ｓ６によって鏡面研磨され、Ｈａｚｅが作り込まれていく。
【００３８】
このような本実施形態では、第１研磨工程Ｓ５１の後、続けて第２研磨工程Ｓ５２を行うことにより、第１研磨工程Ｓ５１で供給したスラリーの一部がリンス洗浄後も研磨布２３上に残存し、アルカリ液のみの第２研磨工程Ｓ５２においても、残存したシリカによる研磨が継続するため、図５に示されるように、第１研磨工程Ｓ５１のスラリーからアルカリ液ｐＨ１０〜ｐＨ１２においても研磨レートが下がることがない。
一方、これを新品の研磨布２３に交換して第２研磨工程Ｓ５２を実施すると、第２研磨工程Ｓ５２における研磨レートが著しく低下することが確認された。
【００３９】
また、粗研磨工程におけるマイクロラフネスＲｑは、表面ＬＰＤ（Light Point Defect）にも影響を与え、図６に示されるように、マイクロラフネスＲｑの大きさは、ＫＬＡ社製のパーティクルカウンタＳＰ１により測定されるＤＩＣ欠陥個数と略比例関係にあることが確認されている。
従って、本実施形態のような第１研磨工程Ｓ５１及び第２研磨工程Ｓ５２によって半導体ウェハＷの粗研磨を行うことにより、パーティクルカウンタＳＰ１によって測定される表面ＬＰＤも大幅に低減することが可能となる。
【００４０】
〔４〕実施形態の変形
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、次に示すような変形をも含むものである。
前記実施形態では、スラリーにより半導体ウェハＷを研磨する第１研磨工程Ｓ５１と、アルカリ液により半導体ウェハＷを研磨する第２研磨工程Ｓ５２との２段階で粗研磨を行っていたが、明確に区別がつかないような、例えば、スラリー研磨からアルカリ液研磨に連続的に移行するように粗研磨を行ってもよい。
【００４１】
前記実施形態では、枚葉式の研磨装置１で本発明に係る半導体ウェハの粗研磨を行っていたが、これに限らず、キャリア内に複数の半導体ウェハを収納し、インナーギア、アウターギアによってキャリアを回転させて複数の半導体ウェハを一度に両面研磨する両面研磨装置に本発明に係る粗研磨方法を採用してもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な手順、及び構造等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体ウェハの製造工程を表すフローチャートである。
【図２】前記実施形態における研磨装置の構成を表す模式図である。
【図３】前記実施形態における第１研磨工程における研磨定盤に作用する負荷電流と、マイクロラフネスとの関係を表すグラフである。
【図４】前記実施形態における第２研磨工程におけるアルカリのｐＨ値及び研磨時間と、マイクロラフネスとの関係を表すグラフである。
【図５】前記実施形態の作用及び効果を表すグラフである。
【図６】前記実施形態の作用及び効果を表すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１…研磨装置、２…研磨定盤、３…研磨ヘッド、４…スラリー供給装置、５…純水供給装置、６…アルカリ原液供給装置、７…駆動電流検出器、８…コントローラ、２１…モータ、２２…定盤本体、２３…研磨布、３１…押圧部、３２…駆動軸、４１…ノズル、５１…アスピレータ、５２…ｐＨメータ、６１…流量調整バルブ、８１…負荷電流算出部、８２…ｐＨ算出部、８３…指令調整部、８４…アルカリ原液流量制御部、８５…スラリー／純水流量制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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