(57)【要約】【課題】  シリコンウェーハの研磨作業を途中で中断することなく、研磨クロスに残存しているシリコン屑を除去するようにして、ウェーハの生産効率を落とすことなく、ウェーハ表面の傷、欠陥をなくすとともにウェーハ表面の粗さを改善する。【解決手段】  粗研磨工程と、仕上げ研磨工程の間に、タンクから加工液を、シリコンウェーハと研磨クロスとの間に供給しつつシリコンウェーハを研磨クロス側に押し当てて、シリコンウェーハの表面を研磨する化学的研磨工程が実施される。本発明を実施するに際して、水研磨工程と並行して、あるいは、水研磨工程でリンス液を供給する代わりに、加工液を、供給することで、化学的研磨工程を行ってもよい。また、本発明を実施するに際して、シリコンウェーハと研磨クロスとの間に供給する液体を、研磨用スラリから、加工液に切り換えることによって、粗研磨工程から化学的研磨工程に移行させてもよい。【選択図】  図１
2007027488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒と加工液とが混合された研磨用スラリを、半導体ウェーハと研磨クロスとの間に供給しつつ半導体ウェーハを研磨クロス側に押し当てて、半導体ウェーハの表面を研磨する工程を、粗研磨工程、仕上げ研磨工程で行うようにした半導体ウェーハの研磨方法であって、
粗研磨工程と、仕上げ研磨工程との間に、加工液を、半導体ウェーハと研磨クロスとの間に供給しつつ半導体ウェーハを研磨クロス側に押し当てて、半導体ウェーハの表面を研磨する化学的研磨工程を実施すること
を特徴とする半導体ウェーハの研磨方法。
【請求項２】
粗研磨工程に引き続いて、リンス液を、半導体ウェーハと研磨クロスとの間に供給しつつ半導体ウェーハを研磨クロス側に押し当てて、半導体ウェーハの表面を研磨する水研磨工程が行われる研磨方法であって、
水研磨工程と並行して、あるいは、水研磨工程でリンス液を供給する代わりに、加工液を、供給することで、化学的研磨工程を行うこと
を特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの研磨方法。
【請求項３】
半導体ウェーハと研磨クロスとの間に供給する液体を、研磨用スラリから、加工液に切り換えることによって、粗研磨工程から化学的研磨工程に移行させること
を特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの研磨方法。
【請求項４】
加工液は、ｐＨが８以上１２以下のアルカリ水溶液であること
を特徴とする請求項１〜３記載の半導体ウェーハの研磨方法。
【請求項５】
化学的研磨工程は、５秒以上１５分以下の範囲の時間内で行われること
を特徴とする請求項１〜３記載の半導体ウェーハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハなどの半導体ウェーハの表面を研磨する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハを製造する工程の１つに、シリコンウェーハの表面を鏡面状に研磨する研磨工程がある。
【０００３】
研磨工程は、複数段の粗研磨工程と仕上げ研磨工程とからなり、シリコンウェーハの表面が段階的に研磨される。
【０００４】
粗研磨工程は、それ以前のラップ工程やエッチング工程によってシリコンウェーハに与えられた表面のダメージを除去するとともに平坦度を高めるために行う。仕上げ研磨工程は、それ以前の工程（粗研磨工程を含む）によって与えられたウェーハ表面の粗さ（ラフネス）を改善するために行う。
【０００５】
研磨工程では、研磨用スラリが、シリコンウェーハと研磨クロスとの間に供給されつつシリコンウェーハが研磨クロス側に押し当てられて、シリコンウェーハの表面が研磨される。
【０００６】
研磨工程で用いられる研磨用スラリは、砥粒（コロイダルシリカ）と加工液（アルカリ性水溶液）とが混合されたものであり、砥粒と研磨クロスによって機械的な研磨がなされ、加工液によって化学的な研磨（エッチング）がなされる。このように研磨工程は、メカニカルケミカルポリッシングにより行われる。
【０００７】
研磨クロスは、使用時間（バッチ数）の増加に伴い、劣化してくる。研磨クロスの劣化は、目詰まりといった現象で顕れる。研磨クロスの孔に、研磨中に発生したシリコン屑や砥粒が入り込んで目詰まりを起こす。研磨クロスが目詰まり（凹凸）を生じているということは、研磨クロス表面が粗いということであり、そのままシリコンウェーハを研磨すると、研磨クロス表面粗さがシリコンウェーハ表面へ転写されて、シリコンウェーハの表面が粗くなってしまうとともに、傷、欠陥などが発生する。
【０００８】
このため研磨クロスに残存している砥粒やシリコン屑を除去して、研磨クロス表面粗さがシリコンウェーハ表面への転写されることを防止するために、研磨クロスの表面をドレッシングする作業（シーズニング）が、一定時間毎に行われる。ドレッシング作業中、研磨作業は一旦中断される。
【０００９】
ドレッシングを行い研磨クロスの表面を研削することで、研磨クロス表面の目詰まり（凹凸）がなくなりクロス表面を清浄かつ平滑にすることができ、クロス表面粗さがウェーハ表面に転写されてシリコンウェーハの表面が粗くなってしまうことや、傷、欠陥などの発生が防止される。なお、研磨クロスをドレッシングする方法としては、一般的に、研磨クロスに水を流しながら、ダイヤモンドを電着させたプレートやセラミックの表面を加工したツールによって、研磨クロスをブラッシングするという方法がとられる。
【００１０】
後掲する特許文献１には、粗研磨工程が終了すると、研磨クロスに、つぎの仕上げ研磨工程で使用される研磨用スラリと同様のｐＨ（ｐＨ＝８以上）のアルカリ水溶液を流しながら研磨クロスをブラッシングし、ブラッシングが終了すると、仕上げ研磨工程を実施するという発明が記載されている。
【００１１】
また、後掲する特許文献２には、仕上げ研磨工程後のシリコンウェーハ表面で観察される傷を除去するために、砥粒を含まない加工液（アルカリ水溶液）のみでシリコンウェーハ表面を仕上げ研磨するという発明が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３９３１０号公報
【特許文献２】特許第３２０２３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載された発明を実施した場合、粗研磨工程終了後に、研磨作業を一旦中断してブラッシングを行う必要がある。ブラッシング中は、シリコンウェーハ表面の研磨作業は行われないため、ウェーハの生産効率が低下する。
【００１３】
一方、特許文献２に記載された発明を実施した場合、仕上げ研磨工程後のシリコンウェーハ表面で観察される傷は、ある程度、少なくなるものの、仕上げ研磨工程後のシリコンウェーハ表面の粗さは、逆に悪化してしまい、特にヘイズ（周期の小さな面粗さ）が劣化する。
【００１４】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、シリコンウェーハの研磨作業を途中で中断することなく、研磨クロスに残存しているシリコン屑を除去するようにして、ウェーハの生産効率を落とすことなく、ウェーハ表面の傷、欠陥をなくすとともにウェーハ表面の粗さを改善することを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１発明は、
砥粒と加工液とが混合された研磨用スラリを、半導体ウェーハと研磨クロスとの間に供給しつつ半導体ウェーハを研磨クロス側に押し当てて、半導体ウェーハの表面を研磨する工程を、粗研磨工程、仕上げ研磨工程で行うようにした半導体ウェーハの研磨方法であって、
粗研磨工程と、仕上げ研磨工程との間に、加工液を、半導体ウェーハと研磨クロスとの間に供給しつつ半導体ウェーハを研磨クロス側に押し当てて、半導体ウェーハの表面を研磨する化学的研磨工程を実施すること
を特徴とする。
【００１６】
第２発明は、第１発明において、
粗研磨工程に引き続いて、リンス液を、半導体ウェーハと研磨クロスとの間に供給しつつ半導体ウェーハを研磨クロス側に押し当てて、半導体ウェーハの表面を研磨する水研磨工程が行われる研磨方法であって、
水研磨工程と並行して、あるいは、水研磨工程でリンス液を供給する代わりに、加工液を、供給することで、化学的研磨工程を行うこと
を特徴とする。
【００１７】
第３発明は、第１発明において、
半導体ウェーハと研磨クロスとの間に供給する液体を、研磨用スラリから、加工液に切り換えることによって、粗研磨工程から化学的研磨工程に移行させること
を特徴とする。
【００１８】
第４発明は、第１発明〜第３発明において、
加工液は、ｐＨが８以上１２以下のアルカリ水溶液であること
を特徴とする。
【００１９】
第５発明は、第１発明〜第３発明において、
化学的研磨工程は、５秒以上１５分以下の範囲の時間内で行われること
を特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、粗研磨工程と、仕上げ研磨工程の間に、タンク１１から加工液１０ｂを、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつシリコンウェーハ６を研磨クロス２側に押し当てて、シリコンウェーハ６の表面を研磨する化学的研磨工程が実施される（第１発明）。
【００２１】
本発明を実施するに際して、水研磨工程と並行して、あるいは、水研磨工程でリンス液を供給する代わりに、加工液１０ｂを、供給することで、化学的研磨工程を行ってもよい（第２発明）。
【００２２】
また、本発明を実施するに際して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給する液体を、たとえば切換バルブ８によって、研磨用スラリ１０から、加工液１０ｂに切り換えることによって、粗研磨工程から化学的研磨工程に移行させてもよい（第３発明；図１）。
【００２３】
化学的研磨工程で使用する加工液１０ｂは、ｐＨ値が８以上１２以下のアルカリ水溶液が望ましい（第４発明）。シリコンウェーハ６の表面をエッチングして面粗さを改善する効果が得られ、シリコンウェーハ６の表面の面荒れが顕著にならないからである。
【００２４】
化学的研磨工程は、５秒以上１５分以下の範囲の時間内で行うことが望ましい（第５発明）。化学的研磨をウェーハ面に施す際のウェーハの面状態や、研磨クロス２の面状態に応じて、化学的研磨工程の時間を調整する必要があるからである。たとえば、低圧の面圧力で粗研磨が行われた場合には、シリコンウェーハ６の表面に与えられた機械的研磨ダメージは小さいため、化学的研磨によってダメージを短時間で除去できるため、化学的研磨工程の時間は短く設定される。逆に、高圧の面圧力で粗研磨が行われた場合には、シリコンウェーハ６の表面に与えられた機械的研磨ダメージは大きいため、十分に時間をかけて化学的研磨を施さなければダメージを除去できないため、化学的研磨工程の時間は長く設定される。
【００２５】
本発明によれば、つぎのような効果が得られる。
【００２６】
１）化学的研磨工程中は、砥粒１０ａを使用しないでシリコンウェーハ６が研磨され、加工液１０ｂのエッチング作用によって、研磨クロス２の目詰まりの原因となるシリコン屑を溶解することができる。このため、研磨クロス２に、砥粒１０ａやシリコン屑が残存するようなことがなく、目詰まりのない研磨クロス２によって研磨されるため、シリコンウェーハ６に新たな研磨傷が形成されることなく、前工程の粗研磨によってシリコンウェーハ６に与えられた表面の研磨傷を効果的に除去でき、表面粗さを改善することができる。このようにシリコンウェーハ６の表面粗さが改善された状態で、次工程の仕上げ研磨が行われるため、表面粗さが更に改善され、特にヘイズの劣化を抑制することができる。
【００２７】
２）加工液１０ｂのエッチング作用によって、研磨クロス２の目詰まりの原因となるシリコン屑を溶解しながら、シリコンウェーハ６の表面を化学的研磨することができる。このため、研磨作業を一旦中断してブラッシングを行う必要がなく、ウェーハの生産効率が向上する。
【００２８】
３）特に、同じ研磨装置で、砥粒１０ａを用いた粗研磨と、砥粒１０ａを使用しない化学的研磨が行われる場合には、加工液１０ｂのエッチング作用によって、粗研磨時に使用された砥粒１０ａ、つまり研磨クロス２の目詰まりの原因となる砥粒１０ａを溶解することができる。また、加工液１０ｂ（アルカリ水溶液）中のハイドロキシルイオンによって砥粒１０ａの凝集を防止することができる。また、一度凝集した砥粒１０ａであっても、再分散させることができる。このため上記１）と同様に、目詰まりのない研磨クロス２によってウェーハが研磨されるため、ウェーハ面が改善された状態で、次工程の仕上げ研磨へ移行でき、仕上げ研磨によって表面粗さを更に改善して、ヘイズの劣化を抑制することができる。また、上記２）と同様に、研磨クロス２の目詰まりの原因となるシリコン屑や砥粒１０ａを溶解しながら、シリコンウェーハ６の表面を化学的研磨することができるため、研磨作業を一旦中断してブラッシングを行う必要がなくなり、ウェーハの生産効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明に係る半導体ウェーハの研磨方法の実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は、実施例の粗研磨工程に使用される研磨装置の構成を示している。なお、実施形態では、シリコンウェーハの片面（表面）を研磨する片面研磨装置を想定している。また、実施形態では、複数枚のシリコンウェーハを同時に研磨するバッチ式の研磨装置を想定している。
【００３１】
同図１に示すように、粗研磨用研磨装置には、円盤状の回転定盤１が回転軸１ａによって回動自在に設けられている。回転定盤１の上面には、研磨クロス２がたとえば両面テープを用いて貼着されている。
【００３２】
研磨クロス２の上方には、上定盤３が上下方向に移動可能に、かつ回動自在に設けられている。
【００３３】
上定盤３の下には、研磨用ブロック４が位置されている。研磨用ブロック４には、ワックス５を介して、複数枚のシリコンウェーハ６が貼着されている。シリコンウェーハ６の研磨面（表面）が研磨クロス２に対向するように、シリコンウェーハ６が研磨用ブロック４に貼着される。
【００３４】
研磨クロス２の上方にあって、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に液体を供給できる位置には、供給用ノズル７が設けられている。
【００３５】
供給用ノズル７は、切換バルブ８を介して、タンク９、タンク１１に連通している。タンク９には、砥粒１０ａ（コロイダルシリカ）と加工液１０ｂ（アルカリ性水溶液）とが混合された研磨用スラリ１０が貯留されている。タンク９には、研磨用スラリ１０から砥粒１０ａが除かれた加工液１０ｂが貯留されている。
【００３６】
切換バルブ８が切換位置８Ａに位置しているときには、タンク９から研磨用スラリ１０が吸い込まれ、供給用ノズル７を通過して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に、研磨用スラリ１０が供給される。一方、切換バルブ８が切換位置８Ｂに位置しているときには、タンク１１から加工液１０ｂが吸い込まれ、供給用ノズル７を通過して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に、加工液１０ｂが供給される。
【００３７】
図示しないコントローラから、粗研磨作業を行わせるための指令信号が出力されると、上定盤３に上方から荷重がかけられつつ上定盤３が回転する。また、回転定盤１が回転する。これによりシリコンウェーハ６の表面は、研磨クロス２の表面に押し当てられつつ研磨クロス２上を走行し、シリコンウェーハ６の表面が研磨される。また、切換バルブ８が切換位置８Ａに位置される。これによりタンク９から研磨用スラリ１０が吸い込まれ、供給用ノズル７を通過して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に、研磨用スラリ１０が供給される。
【００３８】
一方、実施形態の仕上げ研磨工程に用いられる研磨装置は、図１に示すのと同様の構成であり、上述した粗研磨用研磨装置とは別途に用意されている。
【００３９】
ただし、仕上げ研磨に適合した研磨クロス２が使用される。また、仕上げ研磨用研磨装置では、タンク１１に、加工液１０ｂの代わりにリンス液が貯留される。
【００４０】
一般的に、粗研磨工程は、主としてシリコンウェーハ６の平坦度の改善を目的としているため、粗研磨用の研磨クロス２は、硬質のパッドが使用される。一方、仕上げ研磨工程は、主としてシリコンウェーハ６の表面の粗さの改善を目的としているため、仕上げ研磨用の研磨クロス２は、軟質のパッドが使用される。その他、砥粒１０ａの粒径、研磨時間などを、粗研磨工程と仕上げ研磨工程とで異ならせることがある。
【００４１】
本実施形態の研磨工程は、複数段の粗研磨工程と仕上げ研磨工程とからなり、シリコンウェーハ６の表面を段階的に研磨する場合を想定している。
【００４２】
複数段の粗研磨工程を行う場合、各段階の粗研磨工程毎に、図１に示す構成の研磨装置を別々に設けてもよく、共通の粗研磨用研磨装置で各段階の粗研磨工程を実施してもよい。
【００４３】
各段階の粗研磨工程毎に、研磨装置を別々に設ける場合には、最終の粗研磨工程用に用意された研磨装置のタンク１１に、加工液１０ｂが貯留され、それよりも前段の粗研磨工程用に用意された研磨装置のタンク１１には、加工液１０ｂの代わりにリンス液が貯留される。
【００４４】
シリコンウェーハ６がワックス５を介して貼着された研磨用ブロック４は、各工程、各研磨装置で共通である。シリコンウェーハ６は、共通の研磨用ブロック４に貼着された状態で、各工程の回転定盤１（研磨クロス２）上へ搬送される。なお、仕上げ研磨工程終了後に、シリコンウェーハ６が搬出されると、未研磨状態のシリコンウェーハ６が貼着された研磨用ブロック４に交換されて、同様に、各研磨工程が順次行われる。
【００４５】
以下、各実施例について説明する。
【００４６】
（第１実施例）
本実施例では、２段階の粗研磨工程、つまり１段目の粗研磨工程、２段目の粗研磨工程を順次行い、最後に仕上げ研磨工程を行う場合を想定している。そして、２段目の粗研磨工程と、仕上げ研磨工程の間に、タンク１１から加工液１０ｂを、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつシリコンウェーハ６を研磨クロス２側に押し当てて、シリコンウェーハ６の表面を研磨する化学的研磨工程を実施した。
【００４７】
化学的研磨工程で使用する加工液１０ｂは、ｐＨ値が８以上１２以下のアルカリ水溶液とした。化学的研磨工程で使用する加工液１０ｂとしては、シリコンウェーハ６の表面をエッチングして面粗さを改善する効果が得られ、シリコンウェーハ６の表面の面荒れが顕著にならないｐＨ値であればよい。
【００４８】
加工液１０ｂとしては、たとえばＫＯＨやＮａＯＨなどの強塩基系のアルカリ性水溶液を使用することができる。
【００４９】
化学的研磨を行うときのウェーハ面の面圧力は、粗研磨時と同等の面圧力となるように、上定盤３に加える荷重を調整した。粗研磨時よりも低い面圧力であると、エッチングによってウェーハ面で面荒れが生じやすくなり、粗研磨時よりも高い面圧力であると、研磨クロス２によってウェーハ面が受ける機械的な研磨ダメージが大きくなるからである。
【００５０】
また、化学的研磨工程は、５秒以上１５分以下の範囲の時間内で行うようにした。化学的研磨工程の時間としては、研磨クロス２に残存しているシリコン屑や砥粒１０ａを除去できる時間であればよい。また、化学的研磨をウェーハ面に施す際のウェーハの面状態や、研磨クロス２の面状態に応じて、化学的研磨工程の時間が設定される。たとえば、低圧の面圧力で粗研磨が行われた場合には、シリコンウェーハ６の表面に与えられた機械的研磨ダメージは小さいため、化学的研磨によってダメージを短時間で除去できるため、化学的研磨工程の時間は短く設定される。逆に、高圧の面圧力で粗研磨が行われた場合には、シリコンウェーハ６の表面に与えられた機械的研磨ダメージは大きいため、十分に時間をかけて化学的研磨を施さなければダメージを除去できないため、化学的研磨工程の時間は長く設定される。
【００５１】
本実施例では、１段目の粗研磨工程、２段目の粗研磨工程毎に、研磨装置を別々に設けた。化学的研磨工程では、２段目の粗研磨用の研磨装置を利用した。
【００５２】
以下、本実施例の各工程で行われる処理について説明する。
【００５３】
（１段目の粗研磨工程）
タンク９から研磨用スラリ１０を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の１段目の粗研磨を所定時間行った。
【００５４】
引き続き、タンク１１からリンス液を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の水研磨を所定時間行った。
【００５５】
その後、シリコンウェーハ６が貼着された研磨用ブロック４を、つぎの２段目の粗研磨用研磨装置の回転定盤１（研磨クロス２）上へ搬送した。
【００５６】
（２段目の粗研磨工程）
タンク９から研磨用スラリ１０を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の２段目の粗研磨を所定時間行った。
【００５７】
（化学的研磨工程）
引き続き、タンク１１から加工液１０ｂを、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の化学的研磨を所定時間行った。
【００５８】
その後、シリコンウェーハ６が貼着された研磨用ブロック４を、つぎの仕上げ研磨用研磨装置の回転定盤１（研磨クロス２）上へ搬送した。
【００５９】
（仕上げ研磨工程）
タンク９から研磨用スラリ１０を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の仕上げ研磨を所定時間行った。
【００６０】
引き続き、タンク１１からリンス液を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の水研磨を所定時間行った。
【００６１】
（第２実施例）
本実施例では、１段目の粗研磨工程、２段目の粗研磨工程、化学的研磨工程毎に、研磨装置を用意した。
【００６２】
化学的研磨用の研磨装置は、図１の構成と同様である。ただし、研磨用スラリ１０と加工液１０ｂを切り換えて供給するための切換構成は不要であり、加工液１０ｂを供給できればよい。
【００６３】
以下、本実施例の各工程で行われる処理について説明する。
【００６４】
（１段目の粗研磨工程）
タンク９から研磨用スラリ１０を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の１段目の粗研磨を所定時間行った。
【００６５】
引き続き、タンク１１からリンス液を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の水研磨を所定時間行った。
【００６６】
その後、シリコンウェーハ６が貼着された研磨用ブロック４を、つぎの２段目の粗研磨用研磨装置の回転定盤１（研磨クロス２）上へ搬送した。
【００６７】
（２段目の粗研磨工程）
タンク９から研磨用スラリ１０を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の２段目の粗研磨を所定時間行った。
【００６８】
引き続き、タンク１１からリンス液を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の水研磨を所定時間行った。
【００６９】
その後、シリコンウェーハ６が貼着された研磨用ブロック４を、つぎの化学的研磨用研磨装置の回転定盤１（研磨クロス２）上へ搬送した。
【００７０】
（化学的研磨工程）
タンク１１から加工液１０ｂを、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の化学的研磨を所定時間行った。
【００７１】
その後、シリコンウェーハ６が貼着された研磨用ブロック４を、つぎの仕上げ研磨用研磨装置の回転定盤１（研磨クロス２）上へ搬送した。
【００７２】
（仕上げ研磨工程）
タンク９から研磨用スラリ１０を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の仕上げ研磨を所定時間行った。
【００７３】
引き続き、タンク１１からリンス液を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の水研磨を所定時間行った。
【００７４】
（第３実施例）
１段目の粗研磨工程、２段目の粗研磨工程、化学的研磨工程で共通の研磨装置を使用してもよい。
【００７５】
この場合の研磨装置には、研磨用スラリ１０と加工液１０ｂに加えてリンス液を切り換えて供給するか、リンス液を別途設けたノズルで供給する構成が必要となる。
【００７６】
以下、本実施例の各工程で行われる処理について説明する。
【００７７】
（１段目の粗研磨工程）
タンク９から研磨用スラリ１０を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の１段目の粗研磨を所定時間行った。
【００７８】
引き続き、別のタンクからリンス液を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の水研磨を所定時間行った。
【００７９】
（２段目の粗研磨工程）
タンク９から研磨用スラリ１０を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の２段目の粗研磨を所定時間行った。
【００８０】
（化学的研磨工程）
引き続き、タンク１１から加工液１０ｂを、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の化学的研磨を所定時間行った。
【００８１】
その後、シリコンウェーハ６が貼着された研磨用ブロック４を、つぎの仕上げ研磨用研磨装置の回転定盤１（研磨クロス２）上へ搬送した。
【００８２】
（仕上げ研磨工程）
タンク９から研磨用スラリ１０を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の仕上げ研磨を所定時間行った。
【００８３】
引き続き、タンク１１からリンス液を、供給用ノズル７を介して、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつ、シリコンウェーハ６の水研磨を所定時間行った。
【００８４】
以上のように、本実施例によれば、２段目の粗研磨工程と、仕上げ研磨工程の間に、タンク１１から加工液１０ｂを、シリコンウェーハ６と研磨クロス２との間に供給しつつシリコンウェーハ６を研磨クロス２側に押し当てて、シリコンウェーハ６の表面を研磨する化学的研磨工程を実施したので、つぎのような効果が得られる。
【００８５】
１）化学的研磨工程中は、砥粒１０ａを使用しないでシリコンウェーハ６が研磨され、加工液１０ｂのエッチング作用によって、研磨クロス２の目詰まりの原因となるシリコン屑を溶解することができる。このため、研磨クロス２に、砥粒１０ａやシリコン屑が残存するようなことがなく、目詰まりのない研磨クロス２によって研磨されるため、シリコンウェーハ６に新たな研磨傷が形成されることなく、前工程の粗研磨によってシリコンウェーハ６に与えられた表面の研磨傷を効果的に除去でき、表面粗さを改善することができる。このようにシリコンウェーハ６の表面粗さが改善された状態で、次工程の仕上げ研磨が行われるため、表面粗さが更に改善され、特にヘイズの劣化を抑制することができる。
【００８６】
２）加工液１０ｂのエッチング作用によって、研磨クロス２の目詰まりの原因となるシリコン屑を溶解しながら、シリコンウェーハ６の表面を化学的研磨することができる。このため、研磨作業を一旦中断してブラッシングを行う必要がなく、ウェーハの生産効率が向上する。
【００８７】
３）特に、第１実施例、第３実施例のように、同じ研磨装置で、砥粒１０ａを用いた粗研磨と、砥粒１０ａを使用しない化学的研磨が行われる場合には、加工液１０ｂのエッチング作用によって、粗研磨時に使用された砥粒１０ａ、つまり研磨クロス２の目詰まりの原因となる砥粒１０ａを溶解することができる。また、加工液１０ｂ（アルカリ水溶液）中のハイドロキシルイオンによって砥粒１０ａの凝集を防止することができる。また、一度凝集した砥粒１０ａであっても、再分散させることができる。このため上記１）と同様に、目詰まりのない研磨クロス２によってウェーハが研磨されるため、ウェーハ面が改善された状態で、次工程の仕上げ研磨へ移行でき、仕上げ研磨によって表面粗さを更に改善して、ヘイズの劣化を抑制することができる。また、上記２）と同様に、研磨クロス２の目詰まりの原因となるシリコン屑や砥粒１０ａを溶解しながら、シリコンウェーハ６の表面を化学的研磨することができるため、研磨作業を一旦中断してブラッシングを行う必要がなくなり、ウェーハの生産効率が向上する。
【００８８】
また、第１実施例の２段目粗研磨用の研磨装置では、水研磨工程でリンス液を供給する代わりに、研磨用スラリ１０から砥粒１０ａが除かれた加工液１０ｂを供給して、化学的研磨工程を行うようにしている。このため、既存の研磨装置のタンク１１内にリンス液を貯留する代わりに加工液１０ｂを貯留するだけで、本発明を実施できる装置を構築することができ、装置コストが大幅に低下する。
【００８９】
なお、第１実施例では、リンス液の代わりに加工液１０ｂを供給したが、リンス液と加工液１０ｂを並行して供給してもよい。ただし、リンス液と加工液１０ｂを並行して供給すると、リンス液と加工液１０ｂが混ざってｐＨ値が低くなる可能性があるため、加工液１０ｂのｐＨ値は予め８未満に下がらない値に調整しておくことが望ましい。
【００９０】
また、上述した各実施例では、２段階の粗研磨工程を行い、つぎに化学的研磨工程を実施し、最後に仕上げ研磨工程を行う場合を想定したが、１段階の粗研磨工程を行い、つぎに化学的研磨工程を実施し、最後に仕上げ研磨工程を行ってもよく、また、３段階以上の粗研磨工程を行い、つぎに化学的研磨工程を実施し、最後に仕上げ研磨工程を行ってもよい。
【００９１】
つぎに、具体的な数値を挙げて本実施例の効果について説明する。
【００９２】
実験は、上記第２実施例を下記の条件のもとで行った。
【００９３】
・研磨対象のシリコンウェーハ６
ＣＺ法で製造したＰ型、結晶方位＜１００＞の直径２００ｍｍのシリコンウェーハ６、２０枚を研磨対象のウェーハとして用意した。
【００９４】
・研磨クロス２
化学的研磨工程で使用される研磨クロス２は、使用時間が６０００分程度に達しているものを使用した。
【００９５】
・加工液１０ｂ
高濃度のアルカリ水溶液を希釈し、粗研磨時に使用される研磨スラリ１０と同程度のｐＨ値に調整した加工液１０ｂを、化学的研磨工程で使用した。
【００９６】
・砥粒１０ａ
粗研磨時、仕上げ研磨時には、砥粒１０ａとしてコロイダルシリカが混合された研磨用スラリ１０を使用した。
【００９７】
実施例では、スライス工程、面取り工程、ラップ工程、エッチング工程を経て、１段目の粗研磨工程、２段目の粗研磨工程、化学的研磨工程、仕上げ研磨工程を順次実施した。仕上げ研磨工程終了後に、シリコンウェーハ６を洗浄し、乾燥した。化学的研磨は、７分間行った。この実施例に対して、上記各工程のうち化学的研磨工程のみを行わなかったものを比較例とし、同様にして、仕上げ研磨工程終了後に、シリコンウェーハ６を洗浄し、乾燥した。
【００９８】
乾燥後のシリコンウェーハ６について、ウェーハ表面のパーティクル数（ＬＰＤ数）、長波長の表面粗さ、短波長の表面粗さを測定した。
【００９９】
・パーティクル数測定
テンコール社製のサーフスキャンＳＰ１を用いて、シリコンウェーハ６の表面のパーティクル（ＬＰＤ）の数を測定した。直径が０．０８５ｎｍ以上のパーティクルを測定した。
【０１００】
・長波長の表面粗さ測定
ＺＹＧＯ社製の「New View200」を用いて、シリコンウェーハ６の表面の長波長（数十〜数百μｍ）の粗さを測定した。平均２乗表面粗さ（ＲＭＳ）で計測を行った。
【０１０１】
・短波長の表面粗さ測定
「Schnitt Measurement System,Inc」社製の「TMS-3000W」を用いて、シリコンウェーハ６の表面の短波長（数〜数十ｎｍ）の粗さを測定した。平均２乗表面粗さ（ＲＭＳ）で計測を行った。
【０１０２】
図２は、パーティクル数測定結果を示し、図３は、長波長の表面粗さ測定結果を示し、図４は、短波長の表面粗さ測定結果を示している。図２、図３、図４では、実施例、比較例を対比して示している。
【０１０３】
図２に示すように、実施例のシリコンウェーハ６の表面のパーティクル数は、比較例のシリコンウェーハ６の表面のパーティクル数に比べて、小さくなっており、本発明によって、シリコンウェーハ６の表面の傷、欠陥などが低減されたことが確認された。
【０１０４】
また、図３、図４に示すように、実施例のシリコンウェーハ６の表面粗さは、長波長、短波長ともに、比較例のシリコンウェーハ６の表面粗さに比べて、小さくなっており、本発明によって、シリコンウェーハ６の表面粗さが改善され、ヘイズのレベルが低くなっていることが確認された。
【０１０５】
上述した実施形態では、バッチ式の研磨装置を想定して説明したが、研磨用ブロック４に１枚のシリコンウェーハ６を貼着して、１枚づつシリコンウェーハ６の研磨を行う枚葉式の研磨装置に対して、本発明を適用してもよい。また、シリコンウェーハ６の片面（表面）を研磨する片面研磨装置を想定して説明したが、シリコンウェーハ６の両面を同時に研磨する両面研磨装置に対して、本発明を適用してもよい。また、本発明は、シリコン以外のガリウム砒素などの各種半導体ウェーハの研磨に対して、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】図１は、実施形態の研磨装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、パーティクル数測定結果を、実施例、比較例で対比して示す図である。
【図３】図３は、長波長の表面粗さ測定結果を、実施例、比較例で対比して示す図である。
【図４】図４は、長波長の表面粗さ測定結果を、実施例、比較例で対比して示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
２  研磨クロス  ６  シリコンウェーハ  １０  研磨用スラリ  １０ａ  砥粒  １０ｂ  加工液
【図１】
2007027488.tif 000003
【図２】
2007027488.tif 000004
【図３】
2007027488.tif 000005
【図４】
2007027488.tif 000006