JP2003163188A - 半導体装置の製造方法および研磨装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法および研磨装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】トレンチの形成時にウェハのベベル部等に発生
した針状突起を除去すること。 【解決手段】トレンチの形成時にウェハのベベル部等に
発生した針状突起を研磨フィルム２を用いて研磨除去す
る。このとき、弾性体フィルム４により研磨フィルム２
をウェハに押しつける。
した針状突起を除去すること。 【解決手段】トレンチの形成時にウェハのベベル部等に
発生した針状突起を研磨フィルム２を用いて研磨除去す
る。このとき、弾性体フィルム４により研磨フィルム２
をウェハに押しつける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法および研磨装置に係わり、特に基板の表面荒れや、
基板上の付着膜を除去する工程を有する半導体装置の製
造方法およびそれを実施するための研磨装置に関する。
方法および研磨装置に係わり、特に基板の表面荒れや、
基板上の付着膜を除去する工程を有する半導体装置の製
造方法およびそれを実施するための研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の微細化、半導体装置
の高集積化に伴い、パーティクルの管理はますます重要
になりつつある。パーティクルを管理する上での大きな
問題の一つとして、半導体装置の製造工程中にウェハ
（基板）の周縁部であるベベル部およびエッジ部に発生
する加工起因の表面荒れからの発塵がある。
の高集積化に伴い、パーティクルの管理はますます重要
になりつつある。パーティクルを管理する上での大きな
問題の一つとして、半導体装置の製造工程中にウェハ
（基板）の周縁部であるベベル部およびエッジ部に発生
する加工起因の表面荒れからの発塵がある。
【０００３】ここで、本明細書では、ウェハ端において
断面が曲率を有する部分或いは角断面を有する部分な
ど、ウェハ端においてウェハの平坦性が変化する凸状部
分をベベル部と呼び、ベベル部からウェハ内側に向かっ
た数ｍｍ程度の表面が平坦な部分をエッジ部と呼ぶこと
にする。
断面が曲率を有する部分或いは角断面を有する部分な
ど、ウェハ端においてウェハの平坦性が変化する凸状部
分をベベル部と呼び、ベベル部からウェハ内側に向かっ
た数ｍｍ程度の表面が平坦な部分をエッジ部と呼ぶこと
にする。
【０００４】このような加工起因の表面荒れは、例えば
トレンチキャパシタのトレンチをＳｉウェハの表面に形
成するＲＩＥ（Reactive Ion Etching）工程で起こる。
トレンチキャパシタのトレンチをＳｉウェハの表面に形
成するＲＩＥ（Reactive Ion Etching）工程で起こる。
【０００５】すなわち、図１５に示すように、Ｓｉウェ
ハ９０上にシリコン窒化膜９１とＳｉＯ2 膜９２との積
層膜からなるハードマスクを形成し、次に図１６に示す
ように、上記ハードマスクをマスクにしてＳｉウェハ９
０をＲＩＥ法にてエッチングし、トレンチ９３を形成す
る際に、Ｓｉウェハ９０のベベル部およびエッジ部に
は、一般に、針状突起９４が発生する。これは、ＲＩＥ
の際に生じる副生成物がＳｉウェハ９０の表面に付着
し、エッチングのマスクとして作用するためと言われて
いる。
ハ９０上にシリコン窒化膜９１とＳｉＯ2 膜９２との積
層膜からなるハードマスクを形成し、次に図１６に示す
ように、上記ハードマスクをマスクにしてＳｉウェハ９
０をＲＩＥ法にてエッチングし、トレンチ９３を形成す
る際に、Ｓｉウェハ９０のベベル部およびエッジ部に
は、一般に、針状突起９４が発生する。これは、ＲＩＥ
の際に生じる副生成物がＳｉウェハ９０の表面に付着
し、エッチングのマスクとして作用するためと言われて
いる。
【０００６】特に、開口径がサブミクロンオーダーで、
アスペクト比が数十と非常に高いトレンチ９３を精度良
く形成するためのＲＩＥプロセス条件では、ベベル部お
よびエッジ部には針状突起９４が必然的に発生してしま
う。
アスペクト比が数十と非常に高いトレンチ９３を精度良
く形成するためのＲＩＥプロセス条件では、ベベル部お
よびエッジ部には針状突起９４が必然的に発生してしま
う。
【０００７】針状突起９４は場所によりまちまちである
が、高さが最大で１０μｍ近くにもなり、Ｓｉウェハ９
０の搬送時あるいはプロセス時に破損し、パーティクル
が発生する。これはパーティクル起因の歩留り低下につ
ながる。そのため、針状突起９４は除去する必要があ
る。
が、高さが最大で１０μｍ近くにもなり、Ｓｉウェハ９
０の搬送時あるいはプロセス時に破損し、パーティクル
が発生する。これはパーティクル起因の歩留り低下につ
ながる。そのため、針状突起９４は除去する必要があ
る。
【０００８】針状突起９４の除去は、従来より、ＣＤＥ
（Chemical Dry Etching）法により行われている。ま
ず、Ｓｉウェハ９０の表面、すなわちデバイス表面全体
にレジスト９５を塗布し、ベベル部およびエッジ部数ｍ
ｍの領域のレジストを除去する。図１７に、この段階の
断面図を示す。
（Chemical Dry Etching）法により行われている。ま
ず、Ｓｉウェハ９０の表面、すなわちデバイス表面全体
にレジスト９５を塗布し、ベベル部およびエッジ部数ｍ
ｍの領域のレジストを除去する。図１７に、この段階の
断面図を示す。
【０００９】そして、ＣＤＥ法を用いて、レジスト９５
で覆われていない部分のＳｉウェハ９０を等方的にエッ
チングすることにより、ベベル部およびエッジ部の針状
突起９４を除去する（図１８）。その後、デバイス表面
を保護していたレジスト９５を剥離する（図１９）。
で覆われていない部分のＳｉウェハ９０を等方的にエッ
チングすることにより、ベベル部およびエッジ部の針状
突起９４を除去する（図１８）。その後、デバイス表面
を保護していたレジスト９５を剥離する（図１９）。
【００１０】ＣＤＥ法では、デバイス表面をレジスト９
５で保護する必要があるため、レジスト塗布、レジスト
剥離という工程が必要となる。また、等方的なエッチン
グのため、“針”は消滅するが、最初の“針”の高さば
らつきに対応する凹凸９６が残るため（図１８、図１
９）、表面荒れを除去することは非常に困難である。
５で保護する必要があるため、レジスト塗布、レジスト
剥離という工程が必要となる。また、等方的なエッチン
グのため、“針”は消滅するが、最初の“針”の高さば
らつきに対応する凹凸９６が残るため（図１８、図１
９）、表面荒れを除去することは非常に困難である。
【００１１】この種の凹凸９６は、次工程以降で行われ
るＣＭＰ等の加工時にダストが溜まり易く、問題になる
場合があった。さらに、ＣＤＥに要する１枚当たりの処
理時間は、通常５分以上と長く、スループットを下げ、
原料コストが高くなると言う問題もある。
るＣＭＰ等の加工時にダストが溜まり易く、問題になる
場合があった。さらに、ＣＤＥに要する１枚当たりの処
理時間は、通常５分以上と長く、スループットを下げ、
原料コストが高くなると言う問題もある。
【００１２】ところで、近年、半導体装置の分野には、
配線材料としてのＣｕ、あるいは次世代ＤＲＡＭやＦｅ
ＲＡＭのキャパシタ電極材料としてのＲｕやＰｔ、キャ
パシタ誘電体材料としてのＴａＯ、ＰＺＴなど、新材料
が次々と導入されている。そして、量産化に当たり、こ
れらの新材料による装置汚染の問題を真剣に考えるべき
時期となった。
配線材料としてのＣｕ、あるいは次世代ＤＲＡＭやＦｅ
ＲＡＭのキャパシタ電極材料としてのＲｕやＰｔ、キャ
パシタ誘電体材料としてのＴａＯ、ＰＺＴなど、新材料
が次々と導入されている。そして、量産化に当たり、こ
れらの新材料による装置汚染の問題を真剣に考えるべき
時期となった。
【００１３】特に、半導体装置製造工程中においてウェ
ハのベベル部、エッジ部および裏面に付着し汚染源とな
る新材料膜の除去は、重要な課題である。例えば、キャ
パシタ電極として用いるＲｕ膜を成膜する際、ベベル
部、エッジ部および裏面に付着するＲｕ膜の除去であ
る。
ハのベベル部、エッジ部および裏面に付着し汚染源とな
る新材料膜の除去は、重要な課題である。例えば、キャ
パシタ電極として用いるＲｕ膜を成膜する際、ベベル
部、エッジ部および裏面に付着するＲｕ膜の除去であ
る。
【００１４】このようなＲｕ膜の成膜方法として、現在
一般に用いられるのがＣＶＤ法である。この場合、装置
構成による程度の差こそあれ、ベベル部、エッジ部およ
び裏面へのＲｕ膜の付着は不可避である。
一般に用いられるのがＣＶＤ法である。この場合、装置
構成による程度の差こそあれ、ベベル部、エッジ部およ
び裏面へのＲｕ膜の付着は不可避である。
【００１５】また、スパッタ法においてエッジカットリ
ングを用いた場合でも、ベベル部およびエッジ部へのス
パッタ粒子（Ｒｕ）回り込みによるＲｕ膜の付着をなく
すのは困難である。外周チップの歩留りの関係上、エッ
ジカット幅を小さくする場合は、なおさらである。
ングを用いた場合でも、ベベル部およびエッジ部へのス
パッタ粒子（Ｒｕ）回り込みによるＲｕ膜の付着をなく
すのは困難である。外周チップの歩留りの関係上、エッ
ジカット幅を小さくする場合は、なおさらである。
【００１６】いずれの成膜方法にせよ、Ｒｕ成膜後のウ
ェハのベベル部、エッジ部あるいは裏面には、Ｒｕ膜が
付着している。この種のベベル部等に付着したＲｕ膜
は、次工程の装置汚染の原因になるため、除去しなけれ
ばならない。
ェハのベベル部、エッジ部あるいは裏面には、Ｒｕ膜が
付着している。この種のベベル部等に付着したＲｕ膜
は、次工程の装置汚染の原因になるため、除去しなけれ
ばならない。
【００１７】ベベル部等に付着したＲｕ膜の除去は、従
来より、ウェットエッチング法により行われている。Ｓ
ｉウェハの裏面を上にして水平に回転しているＳｉウェ
ハに薬液を滴下する方式が一般的である。ベベル部およ
びエッジ部に関しては、回転数等を調整して、薬液のデ
バイス面側への回り込み量を調整することにより対処し
ている。
来より、ウェットエッチング法により行われている。Ｓ
ｉウェハの裏面を上にして水平に回転しているＳｉウェ
ハに薬液を滴下する方式が一般的である。ベベル部およ
びエッジ部に関しては、回転数等を調整して、薬液のデ
バイス面側への回り込み量を調整することにより対処し
ている。
【００１８】しかし、Ｒｕ膜の場合、除去レートが１０
ｎｍ／ｍｉｎ程度であるため、１枚当たりの除去時間が
通常５分以上と長く、スループットが低いという問題が
あった。さらに、下地に拡散したＲｕを除去することが
できず、これを除去するには下地をエッチングできる別
の薬液によるウェットエッチングを付加する必要があ
る。これはスループットをさらに低くすることになる。
また、装置ダメージを与えない適当な薬液が存在しない
という問題もある。
ｎｍ／ｍｉｎ程度であるため、１枚当たりの除去時間が
通常５分以上と長く、スループットが低いという問題が
あった。さらに、下地に拡散したＲｕを除去することが
できず、これを除去するには下地をエッチングできる別
の薬液によるウェットエッチングを付加する必要があ
る。これはスループットをさらに低くすることになる。
また、装置ダメージを与えない適当な薬液が存在しない
という問題もある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、トレンチ
の形成時に、ウェハのベベル部およびエッジ部にパーテ
ィクルの原因となる針状突起が発生する。従来技術で
は、この種の表面荒れの除去をＣＤＥ法により行ってい
る。しかし、“針”は消滅するが、最初の“針”の高さ
ばらつきに対応する凹凸が残るため、表面荒れを除去す
ることが非常に困難であるという問題があった。
の形成時に、ウェハのベベル部およびエッジ部にパーテ
ィクルの原因となる針状突起が発生する。従来技術で
は、この種の表面荒れの除去をＣＤＥ法により行ってい
る。しかし、“針”は消滅するが、最初の“針”の高さ
ばらつきに対応する凹凸が残るため、表面荒れを除去す
ることが非常に困難であるという問題があった。
【００２０】また、キャパシタ電極としてのＲｕ膜の形
成時に、ウェハのベベル部、エッジ部および裏面に汚染
原因となるＲｕ膜が付着する。従来技術では、この種の
付着膜をウエットエッチングにより行っている。しか
し、除去レートが遅く、付着膜の除去に時間がかかると
いう問題があった。
成時に、ウェハのベベル部、エッジ部および裏面に汚染
原因となるＲｕ膜が付着する。従来技術では、この種の
付着膜をウエットエッチングにより行っている。しか
し、除去レートが遅く、付着膜の除去に時間がかかると
いう問題があった。
【００２１】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、半導体装置の製造中に
おいて、基板の周縁部、裏面上の不要なものを効果的に
除去できる半導体装置の製造方法および研磨装置を提供
することにある。
ので、その目的とするところは、半導体装置の製造中に
おいて、基板の周縁部、裏面上の不要なものを効果的に
除去できる半導体装置の製造方法および研磨装置を提供
することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記の通りである。すなわち、上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板の表面
に素子の一部分を形成する工程と、前記基板の周縁部お
よび裏面の少なくとも一方を研磨する工程とを有するこ
とを特徴とする。前記基板の周縁部は、例えば、ベベル
部およびエッジ部、またはベベル部のみである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記の通りである。すなわち、上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板の表面
に素子の一部分を形成する工程と、前記基板の周縁部お
よび裏面の少なくとも一方を研磨する工程とを有するこ
とを特徴とする。前記基板の周縁部は、例えば、ベベル
部およびエッジ部、またはベベル部のみである。
【００２３】また、本発明に係る研磨装置は、基板と接
触して該基板を研磨する研磨手段と、前記研磨手段を前
記基板に押しつける、変形可能な弾性体からなる押し付
け部材とを備えていることを特徴とする。
触して該基板を研磨する研磨手段と、前記研磨手段を前
記基板に押しつける、変形可能な弾性体からなる押し付
け部材とを備えていることを特徴とする。
【００２４】本発明に係る他の研磨装置は、被処理基板
を保持可能でかつ、前記基板を回転せしめる回転手段
と、前記被処理基板の周縁部および裏面の少なくとも一
方と接触して該基板の接触部分を研磨するための研磨手
段と、前記基板に対し、前記研磨手段を張力をもって押
圧するための押し付け部材とを備えていることを特徴と
する。
を保持可能でかつ、前記基板を回転せしめる回転手段
と、前記被処理基板の周縁部および裏面の少なくとも一
方と接触して該基板の接触部分を研磨するための研磨手
段と、前記基板に対し、前記研磨手段を張力をもって押
圧するための押し付け部材とを備えていることを特徴と
する。
【００２５】本発明に係る半導体装置の製造方法によれ
ば、半導体装置の製造中において、基板の周縁部、裏面
を研磨することによって、基板の周縁部、裏面上の不要
なものを十分に除去できたり、短時間で除去できるよう
になる。
ば、半導体装置の製造中において、基板の周縁部、裏面
を研磨することによって、基板の周縁部、裏面上の不要
なものを十分に除去できたり、短時間で除去できるよう
になる。
【００２６】上記研磨は、本発明に係る研磨装置により
実施することが望ましい。その理由は、本発明に係る研
磨装置によれば、張力を有する押し付け部材を用いて研
磨手段を基板に押しつけることによって、研磨手段と基
板との接触面積を大きくできるとともに、研磨手段と基
板との接触面における圧力のばらつきを改善でき、研磨
手段と基板との密着性を改善できるからである。
実施することが望ましい。その理由は、本発明に係る研
磨装置によれば、張力を有する押し付け部材を用いて研
磨手段を基板に押しつけることによって、研磨手段と基
板との接触面積を大きくできるとともに、研磨手段と基
板との接触面における圧力のばらつきを改善でき、研磨
手段と基板との密着性を改善できるからである。
【００２７】本発明に係る半導体装置の製造方法、研磨
装置のより具体的な形態は以下の通りである。
装置のより具体的な形態は以下の通りである。
【００２８】（１）研磨の方式は固定砥粒方式である。
【００２９】（２）上記固定砥粒方式は、砥粒をフィル
ム上に接着剤で結合させた研磨フィルムを用いたもので
ある。
ム上に接着剤で結合させた研磨フィルムを用いたもので
ある。
【００３０】（３）上記研磨フィルムは、基板との接触
部が研磨により摩耗する前に、研磨していない箇所が接
触するように送り出される巻き取り式である。
部が研磨により摩耗する前に、研磨していない箇所が接
触するように送り出される巻き取り式である。
【００３１】（４）上記研磨フィルムは、基板の周縁部
および裏面の一方に対し、張力を有する部材によって押
しつけられる。
および裏面の一方に対し、張力を有する部材によって押
しつけられる。
【００３２】（５）上記研磨フィルムは、該研磨フィル
ムの裏面から基板の周縁部の曲率および基板の円周の曲
率に沿うように変形可能な弾性体により基板に押し当て
られ、上記研磨フィルムが基板の周縁部の曲率および基
板の円周の曲率に沿うように接触される。
ムの裏面から基板の周縁部の曲率および基板の円周の曲
率に沿うように変形可能な弾性体により基板に押し当て
られ、上記研磨フィルムが基板の周縁部の曲率および基
板の円周の曲率に沿うように接触される。
【００３３】（６）上記弾性体の形状は、フィルム状で
ある。
ある。
【００３４】（７）上記弾性体は、薄い弾性体からなる
袋に流体を入れて密閉したクッションである。
袋に流体を入れて密閉したクッションである。
【００３５】（８）上記研磨フィルムのフィルムは、弾
性体により形成されている。
性体により形成されている。
【００３６】（９）上記研磨フィルムは、テープ状の形
態をしており、該テープの長手方向が基板の表面に対し
て斜めになるように該基板の周縁部に接触する。
態をしており、該テープの長手方向が基板の表面に対し
て斜めになるように該基板の周縁部に接触する。
【００３７】（１０）上記固定砥粒方式は、薄膜状の砥
石を用いたものである。
石を用いたものである。
【００３８】（１１）上記固定砥粒方式は、砥粒を紐の
表面に接着剤で結合させた研磨紐を用いたものである。
表面に接着剤で結合させた研磨紐を用いたものである。
【００３９】（１２）上記固定砥粒は、基板（表面に被
研磨膜が形成されたものを含む）に対し、メカノケミカ
ル研磨作用を有する。
研磨膜が形成されたものを含む）に対し、メカノケミカ
ル研磨作用を有する。
【００４０】（１３）上記研磨の方式は乾式である。
【００４１】（１４）研磨の最中に基板上に気流を吹き
付ける工程（手段）を有し、研磨屑を基板から排除す
る。
付ける工程（手段）を有し、研磨屑を基板から排除す
る。
【００４２】（１５）研磨の最中に前記基板上に液体を
流す工程（手段）を有し、研磨屑を基板から排除する。
流す工程（手段）を有し、研磨屑を基板から排除する。
【００４３】（１６）研磨時に研磨状態をモニターして
研磨動作を制御する工程（手段）を有する。
研磨動作を制御する工程（手段）を有する。
【００４４】（１７）上記モニターは、上記基板の被研
磨部表面の凹凸度合いに基づいて行うものであって、例
えば基板に光を照射する工程（手段）と、該光の散乱光
を検出する工程（手段）と、検出結果に基づいて凹凸度
合いを求める工程（手段）により行う。
磨部表面の凹凸度合いに基づいて行うものであって、例
えば基板に光を照射する工程（手段）と、該光の散乱光
を検出する工程（手段）と、検出結果に基づいて凹凸度
合いを求める工程（手段）により行う。
【００４５】（１８）上記モニターは、基板の周縁部お
よび裏面の少なくとも一方に付着する膜（付着膜）の膜
厚に基づいて行うものであって、例えば付着膜の膜厚を
該付着膜の電気抵抗を測定する工程（手段）と、測定結
果に基づいて膜厚を求める工程（手段）により行う。
よび裏面の少なくとも一方に付着する膜（付着膜）の膜
厚に基づいて行うものであって、例えば付着膜の膜厚を
該付着膜の電気抵抗を測定する工程（手段）と、測定結
果に基づいて膜厚を求める工程（手段）により行う。
【００４６】本発明の上記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記載および添付図面によって明ら
かになるであろう。
な特徴は、本明細書の記載および添付図面によって明ら
かになるであろう。
【００４７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態（以下、実施形態という）を説明する。
の実施の形態（以下、実施形態という）を説明する。
【００４８】（第１の実施形態）本実施形態では、トレ
ンチキャパシタのトレンチを、Ｓｉウェハ表面にＲＩＥ
法により形成したときに、Ｓｉウェハのベベル部および
エッジ部に発生した表面荒れを除去する方法について説
明する。上記トレンチキャパシタは、例えばＤＲＡＭの
メモリセルに使用するものである。
ンチキャパシタのトレンチを、Ｓｉウェハ表面にＲＩＥ
法により形成したときに、Ｓｉウェハのベベル部および
エッジ部に発生した表面荒れを除去する方法について説
明する。上記トレンチキャパシタは、例えばＤＲＡＭの
メモリセルに使用するものである。
【００４９】まず、図１５および図１６に示した従来の
工程に従い、Ｓｉウェハ９０上にハードマスク９１、９
２を形成した後、このマスクを用いてトレンチ９３を形
成する。ここでは、ハードマスクのシリコン窒化膜９１
の厚さは２００ｎｍ、ＳｉＯ 2 膜９２の厚さは９００ｎ
ｍとし、トレンチ９３の開口径を０．２５μｍ、深さを
７μｍとする。
工程に従い、Ｓｉウェハ９０上にハードマスク９１、９
２を形成した後、このマスクを用いてトレンチ９３を形
成する。ここでは、ハードマスクのシリコン窒化膜９１
の厚さは２００ｎｍ、ＳｉＯ 2 膜９２の厚さは９００ｎ
ｍとし、トレンチ９３の開口径を０．２５μｍ、深さを
７μｍとする。
【００５０】次に、図１６のＲＩＥ工程で発生した針状
突起９４の除去工程に進む。本実施形態では、図１に示
す研磨装置を用いて針状突起９４の除去を行う。図１
（ａ）はＳｉウェハをセットした状態を真上から見た概
略図、図１（ｂ）は真横から見た概略図である。
突起９４の除去工程に進む。本実施形態では、図１に示
す研磨装置を用いて針状突起９４の除去を行う。図１
（ａ）はＳｉウェハをセットした状態を真上から見た概
略図、図１（ｂ）は真横から見た概略図である。
【００５１】Ｓｉウェハ９０は、上から落下するパーテ
ィクル対策のため、デバイス面が下になるようにセット
されており、ローラー１により挟まれ、水平面内で回転
できるようになっている。そして、研磨フィルム２が、
Ｓｉウェハ９０のベベル部の表面（ベベル面）に沿って
接触するように張られている。ベベル面と研磨フィルム
２の接触部には、薬液あるいは純水が薬液供給ノズル３
から供給されれる。その量は、上記接触部が湿る程度で
ある。このようにして、ベベル面はＳｉウェハ９０を回
転させることにより湿式研磨される。ここでは、簡単の
ため、２つの研磨フィルム２しか示していないが、実際
にはより多くの数（例えば後述するように８）の研磨フ
ィルム２が使用される。ただし、同時に使用されるのは
４つである。
ィクル対策のため、デバイス面が下になるようにセット
されており、ローラー１により挟まれ、水平面内で回転
できるようになっている。そして、研磨フィルム２が、
Ｓｉウェハ９０のベベル部の表面（ベベル面）に沿って
接触するように張られている。ベベル面と研磨フィルム
２の接触部には、薬液あるいは純水が薬液供給ノズル３
から供給されれる。その量は、上記接触部が湿る程度で
ある。このようにして、ベベル面はＳｉウェハ９０を回
転させることにより湿式研磨される。ここでは、簡単の
ため、２つの研磨フィルム２しか示していないが、実際
にはより多くの数（例えば後述するように８）の研磨フ
ィルム２が使用される。ただし、同時に使用されるのは
４つである。
【００５２】研磨フィルム２の裏側からは、弾性ゴム等
からなる弾性体フィルム４を押し当て、ウェハ円周に沿
って研磨フィルム２が接触するようにする。弾性体フィ
ルム４は引っ張れた状態で使用され、張力を有する。
からなる弾性体フィルム４を押し当て、ウェハ円周に沿
って研磨フィルム２が接触するようにする。弾性体フィ
ルム４は引っ張れた状態で使用され、張力を有する。
【００５３】もし、弾性体フィルム４がないと、研磨フ
ィルム２は、ウェハ円周に対して、その中央部でしか接
触することができず、接触長さは高々１０ｍｍ程度にな
ってしまい、接触面積を大きくできない。
ィルム２は、ウェハ円周に対して、その中央部でしか接
触することができず、接触長さは高々１０ｍｍ程度にな
ってしまい、接触面積を大きくできない。
【００５４】さらに、研磨フィルム２とＳｉウェハ９０
との接触面における圧力のばらつきを改善でき、接触面
における研磨量のばらつきを十分に小さくできるように
なる。この接触面における研磨量のばらつき低減の効果
は、弾性体を単に押しつけるだけでは得られず、張力を
有する状態で押しつける必要がある。
との接触面における圧力のばらつきを改善でき、接触面
における研磨量のばらつきを十分に小さくできるように
なる。この接触面における研磨量のばらつき低減の効果
は、弾性体を単に押しつけるだけでは得られず、張力を
有する状態で押しつける必要がある。
【００５５】このように研磨に寄与する部分を拡張して
研磨レートを大きくするとともに、接触面における圧力
のばらつきを低減して研磨量を一様にするためには、張
力を有する弾性体フィルム４は非常に重要である。
研磨レートを大きくするとともに、接触面における圧力
のばらつきを低減して研磨量を一様にするためには、張
力を有する弾性体フィルム４は非常に重要である。
【００５６】ベベル形状には、大別すると、図２０に示
すように、フルラウンドタイプと、角張りタイプと、こ
れらの中間タイプとがある。研磨フィルム２がベベル面
全体に接触するように、図１（ｂ）に示す角度θ（Ｓｉ
ウェハ９０と弾性体フィルムとのなす角度の２倍）は、
図２０に示す角度α（ベベル部とエッジ部の境界点にお
ける、ベベル部に対する両接線が成す角度）以下に設定
する。
すように、フルラウンドタイプと、角張りタイプと、こ
れらの中間タイプとがある。研磨フィルム２がベベル面
全体に接触するように、図１（ｂ）に示す角度θ（Ｓｉ
ウェハ９０と弾性体フィルムとのなす角度の２倍）は、
図２０に示す角度α（ベベル部とエッジ部の境界点にお
ける、ベベル部に対する両接線が成す角度）以下に設定
する。
【００５７】研磨フィルム２とＳｉウェハ９０との接触
面における圧力の大きさは、弾性体フィルム４に作用す
る張力をＴ、弾性体フィルム４の幅をｗ、ベベル断面の
曲率半径をρとすると、Ｔ／（ρｗ）となる。ただし、
研磨フィルム２の厚さは、曲率半径ρに比し、十分小さ
いとする。よって、曲率半径ρがベベル断面全体に渡り
ほぼ一定なフルラウンドタイプでは、上記接触面におけ
る圧力のばらつきが小さいことがわかる。
面における圧力の大きさは、弾性体フィルム４に作用す
る張力をＴ、弾性体フィルム４の幅をｗ、ベベル断面の
曲率半径をρとすると、Ｔ／（ρｗ）となる。ただし、
研磨フィルム２の厚さは、曲率半径ρに比し、十分小さ
いとする。よって、曲率半径ρがベベル断面全体に渡り
ほぼ一定なフルラウンドタイプでは、上記接触面におけ
る圧力のばらつきが小さいことがわかる。
【００５８】一方、ベベル断面に直線的部分を有する角
張りタイプでは、直線的部分の曲率半径が大きいため、
直線的部分での圧力が小さくなり、圧力のばらつきが発
生する。
張りタイプでは、直線的部分の曲率半径が大きいため、
直線的部分での圧力が小さくなり、圧力のばらつきが発
生する。
【００５９】この圧力ばらつきを改善するためには、直
線的部分に平行な剛体面が弾性体フィルム４の裏面（研
磨フィルム２と接触する面を表面とする。）から押し当
たるようにすればよい。
線的部分に平行な剛体面が弾性体フィルム４の裏面（研
磨フィルム２と接触する面を表面とする。）から押し当
たるようにすればよい。
【００６０】具体的には、図２１に示すような工夫が考
えられる。溝型の剛体５１に弾性体フィルム４を取り付
けた部品５２を用意する（図２１（ａ））。
えられる。溝型の剛体５１に弾性体フィルム４を取り付
けた部品５２を用意する（図２１（ａ））。
【００６１】Ｓｉウェハ９０のベベルに向かって、部品
５２を水平方向に押し込み、角度θが所定の値になるま
で弾性体フィルム４を引き伸ばす。この時、溝型の剛体
５１の内側面に弾性体フィルム４が接触するようにす
る。ベベル断面の直線的部分に対応する弾性体フィルム
４の裏面が、溝型の剛体５１の内側面に密着して接触す
るように、溝型の剛体５１の内側面を形成する。この接
触による弾性体フィルム４の圧縮応力が、ベベル断面の
直線的部分に付加される圧力として作用することになる
（図２１（ｂ））。
５２を水平方向に押し込み、角度θが所定の値になるま
で弾性体フィルム４を引き伸ばす。この時、溝型の剛体
５１の内側面に弾性体フィルム４が接触するようにす
る。ベベル断面の直線的部分に対応する弾性体フィルム
４の裏面が、溝型の剛体５１の内側面に密着して接触す
るように、溝型の剛体５１の内側面を形成する。この接
触による弾性体フィルム４の圧縮応力が、ベベル断面の
直線的部分に付加される圧力として作用することになる
（図２１（ｂ））。
【００６２】この圧縮応力が所望の研磨荷重になるよう
に、溝型の剛体５１の内側面を具体的に決定する方法を
以下に述べる。
に、溝型の剛体５１の内側面を具体的に決定する方法を
以下に述べる。
【００６３】まず、弾性体フィルム４を、溝型の剛体５
２の内側面に接触させることなく、角度θが所定の値に
なるまで引き伸ばす。この状態で、溝型の剛体５２の仮
想的な内側面を、弾性体フィルム４の裏面の直線的部分
に沿うように、直線で囲って決める（図２１（ｃ）の点
線）。
２の内側面に接触させることなく、角度θが所定の値に
なるまで引き伸ばす。この状態で、溝型の剛体５２の仮
想的な内側面を、弾性体フィルム４の裏面の直線的部分
に沿うように、直線で囲って決める（図２１（ｃ）の点
線）。
【００６４】この仮想的な内側面から法線方向に後述す
る距離ｄ（←図面２１（ｄ）には、「距離ｄ」が示され
ていません！図面中に記載下さい。）だけ弾性体フィル
ム４側に移動させた面が、溝型の剛体５２の実際の内側
面である（図２１（ｄ）の実線）。距離ｄは、弾性体フ
ィルム４の厚さをＤ、ヤング率をＥとすると、Ｅ・（ｄ
／Ｄ）＝研磨荷重の関係を満足する。厚さＤ、ヤング率
Ｅ、必要とする弾性体フィルム４の圧縮応力（上記所望
の研磨荷重）は予め分かっているので、これらの値を上
式に代入することにより、距離ｄは求まる。
る距離ｄ（←図面２１（ｄ）には、「距離ｄ」が示され
ていません！図面中に記載下さい。）だけ弾性体フィル
ム４側に移動させた面が、溝型の剛体５２の実際の内側
面である（図２１（ｄ）の実線）。距離ｄは、弾性体フ
ィルム４の厚さをＤ、ヤング率をＥとすると、Ｅ・（ｄ
／Ｄ）＝研磨荷重の関係を満足する。厚さＤ、ヤング率
Ｅ、必要とする弾性体フィルム４の圧縮応力（上記所望
の研磨荷重）は予め分かっているので、これらの値を上
式に代入することにより、距離ｄは求まる。
【００６５】ベベル形状が中間タイプの場合も、同様に
して、直線的部分に平行な剛体面が弾性体フィルム４の
裏面から押し当たるようにすればよい（図２１（ｅ）、
図２１（ｆ））。
して、直線的部分に平行な剛体面が弾性体フィルム４の
裏面から押し当たるようにすればよい（図２１（ｅ）、
図２１（ｆ））。
【００６６】このように、研磨フィルム２のベベル面へ
の接触の強さは、フルラウンドタイプの場合は、弾性体
フィルム４の張力Ｔで、また、角張りタイプと中間タイ
プの場合は、弾性体フィルム４の張力Ｔと上述した距離
ｄで調整する。
の接触の強さは、フルラウンドタイプの場合は、弾性体
フィルム４の張力Ｔで、また、角張りタイプと中間タイ
プの場合は、弾性体フィルム４の張力Ｔと上述した距離
ｄで調整する。
【００６７】それから、ベベル部とは別に、デバイス面
のエッジ部数ｍｍの領域を研磨するために、弾性体から
なる押し当て板５の水平面を鉛直方向から押し当て、研
磨フィルム２がエッジ部領域に圧力換算で９８０６６．
５Ｐａ（＝１ｋｇ重／ｃｍ2）程度に接触するように調
整する。
のエッジ部数ｍｍの領域を研磨するために、弾性体から
なる押し当て板５の水平面を鉛直方向から押し当て、研
磨フィルム２がエッジ部領域に圧力換算で９８０６６．
５Ｐａ（＝１ｋｇ重／ｃｍ2）程度に接触するように調
整する。
【００６８】研磨フィルム２は、巻き取り式になってお
り、Ｓｉウェハ９０との接触部が摩耗して研磨レートが
低下する前に、新しい研磨フィルム部位が接触するよう
に順送りするようになっている。
り、Ｓｉウェハ９０との接触部が摩耗して研磨レートが
低下する前に、新しい研磨フィルム部位が接触するよう
に順送りするようになっている。
【００６９】また、研磨時に発生する研磨屑がＳｉウェ
ハ９０のデバイス面を汚すことを防ぐ目的で、放射状気
体噴射ノズル６から空気あるいは窒素等の気体をデバイ
ス面上に吹き付けられるようになっている。デバイス面
の中心から放射線状に、流速５ｍ／ｓｅｃ以上の気流を
デバイス面に対して浅い角度で入射させる。放射状気体
噴射ノズル６は、デバイス面側のみならず、Ｓｉウェハ
９０の裏面側にも設置すれば、より効果的である。
ハ９０のデバイス面を汚すことを防ぐ目的で、放射状気
体噴射ノズル６から空気あるいは窒素等の気体をデバイ
ス面上に吹き付けられるようになっている。デバイス面
の中心から放射線状に、流速５ｍ／ｓｅｃ以上の気流を
デバイス面に対して浅い角度で入射させる。放射状気体
噴射ノズル６は、デバイス面側のみならず、Ｓｉウェハ
９０の裏面側にも設置すれば、より効果的である。
【００７０】Ｓｉウェハ９０のノッチ（不図示）の研磨
は、ノッチセンサ７によりノッチの位置合わせをして、
Ｓｉウェハ９０の回転を止め、ノッチおよびベベルの形
状に合った図２（ａ）に示すような＃１００００程度の
ダイヤモンド砥石ホイール８により行う。図２（ｂ）
は、ダイヤモンド砥石ホイール８をノッチに当てた状態
を真上から見た透視図である。ダイヤモンド砥石ホイー
ル８の側面の凹みをノッチのベベル部に合わせ、回転軸
８ａを左右、上下に動かして、ノッチのベベル部および
エッジ部の全体を研磨する。
は、ノッチセンサ７によりノッチの位置合わせをして、
Ｓｉウェハ９０の回転を止め、ノッチおよびベベルの形
状に合った図２（ａ）に示すような＃１００００程度の
ダイヤモンド砥石ホイール８により行う。図２（ｂ）
は、ダイヤモンド砥石ホイール８をノッチに当てた状態
を真上から見た透視図である。ダイヤモンド砥石ホイー
ル８の側面の凹みをノッチのベベル部に合わせ、回転軸
８ａを左右、上下に動かして、ノッチのベベル部および
エッジ部の全体を研磨する。
【００７１】このような構成の研磨装置において、以下
の条件によりベベル部およびエッジ部の研磨を行った。
の条件によりベベル部およびエッジ部の研磨を行った。
【００７２】研磨フィルム：粒度＃４０００番のダイヤ
モンドがＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィル
ム上にウレタンタイプ接着剤で結合されたもの（粗削り
用） 粒度＃１００００番のダイヤモンドがＰＥＴフィルム上
にウレタンタイプ接着剤で結合されたもの（仕上げ用） 幅３ｃｍのものをウェハ円周に沿って、それぞれ４箇所
ずつ接触 接触力：弾性体フィルムの張力を１ｋｇ重に設定 角度θ：３０度 回転数：１００ｒｐｍ 薬液：純水（１つのノズル当たり１０ｍｌ／ｍｉｎで供
給） まず、図３に示すように、粗削り用の研磨フィルム２ａ
をウェハ円周に沿って４箇所接触させ、１分間の研磨を
行う。この研磨（粗削り研磨）により針状突起は除去さ
れる。しかし、粗削り研磨で発生した研磨痕は残る。
モンドがＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィル
ム上にウレタンタイプ接着剤で結合されたもの（粗削り
用） 粒度＃１００００番のダイヤモンドがＰＥＴフィルム上
にウレタンタイプ接着剤で結合されたもの（仕上げ用） 幅３ｃｍのものをウェハ円周に沿って、それぞれ４箇所
ずつ接触 接触力：弾性体フィルムの張力を１ｋｇ重に設定 角度θ：３０度 回転数：１００ｒｐｍ 薬液：純水（１つのノズル当たり１０ｍｌ／ｍｉｎで供
給） まず、図３に示すように、粗削り用の研磨フィルム２ａ
をウェハ円周に沿って４箇所接触させ、１分間の研磨を
行う。この研磨（粗削り研磨）により針状突起は除去さ
れる。しかし、粗削り研磨で発生した研磨痕は残る。
【００７３】次に、粗削り用の研磨フィルム２ａを仕上
げ用の研磨フィルム２ｂに切り替え、仕上げ用の研磨フ
ィルム２ｂによる１分間の研磨を行う。この研磨（仕上
げ研磨）により表面に残存する研磨ダメージは十分に除
去され、ベベル面は平均粗さＲａが数ｎｍ以下の鏡面に
なる。
げ用の研磨フィルム２ｂに切り替え、仕上げ用の研磨フ
ィルム２ｂによる１分間の研磨を行う。この研磨（仕上
げ研磨）により表面に残存する研磨ダメージは十分に除
去され、ベベル面は平均粗さＲａが数ｎｍ以下の鏡面に
なる。
【００７４】次に、ウェハノッチの研磨を行う。ダイヤ
モンド砥石ホイール８を１０００ｒｐｍで回転させて３
０秒間研磨することにより、ノッチにおける針状突起は
十分にに除去される。
モンド砥石ホイール８を１０００ｒｐｍで回転させて３
０秒間研磨することにより、ノッチにおける針状突起は
十分にに除去される。
【００７５】この後、別のユニットにおいて、ベベル部
およびエッジ部を主体にＳｉウェハ９０をＰＶＡスポン
ジ等で擦り付けながら、純水あるいは界面活性剤水溶液
を用いて洗浄し、リンスし、乾燥させることにより、ベ
ベル部およびエッジ部の針状突起の研磨除去が終了す
る。
およびエッジ部を主体にＳｉウェハ９０をＰＶＡスポン
ジ等で擦り付けながら、純水あるいは界面活性剤水溶液
を用いて洗浄し、リンスし、乾燥させることにより、ベ
ベル部およびエッジ部の針状突起の研磨除去が終了す
る。
【００７６】このように、研磨フィルム２ａ，２ｂとい
う固定砥粒を用いることにより、従来のＣＤＥ法では不
可欠だった、レジストによるデバイス面の保護が不要に
なる。その結果、保護用のレジスト塗布、針状突起除去
後のレジスト剥離という２工程を省けるようになる。
う固定砥粒を用いることにより、従来のＣＤＥ法では不
可欠だった、レジストによるデバイス面の保護が不要に
なる。その結果、保護用のレジスト塗布、針状突起除去
後のレジスト剥離という２工程を省けるようになる。
【００７７】また、研磨法によると、ベベル部およびエ
ッジ部の針状突起の除去後の面は平滑面となる（図
４）。よって、図１８、図１９に示した従来のＣＤＥ法
では問題になった、針状突起の除去後に残存する、最初
の“針”の高さばらつきに対応する凹凸９６に、次工程
以降で行われるＣＭＰ等の加工時にダストが溜まり易い
という問題は解決される。
ッジ部の針状突起の除去後の面は平滑面となる（図
４）。よって、図１８、図１９に示した従来のＣＤＥ法
では問題になった、針状突起の除去後に残存する、最初
の“針”の高さばらつきに対応する凹凸９６に、次工程
以降で行われるＣＭＰ等の加工時にダストが溜まり易い
という問題は解決される。
【００７８】また、洗浄部をユニットとして組み込ん
だ、本実施形態の研磨装置により針状突起の除去を行え
ば、ウェハ１枚当たりの処理時間を上述のように３分程
度にすることが可能である。よって、従来のＣＤＥ法の
５分以上に比べて、処理時間は短縮し、スループットは
向上する。
だ、本実施形態の研磨装置により針状突起の除去を行え
ば、ウェハ１枚当たりの処理時間を上述のように３分程
度にすることが可能である。よって、従来のＣＤＥ法の
５分以上に比べて、処理時間は短縮し、スループットは
向上する。
【００７９】さらに、図５に示すように、本研磨装置を
研磨フィルム２が連続するようにして縦に積み上げ、共
通の軸でローラーを回す構造にすれば、同時に複数枚の
Ｓｉウェハ９０の研磨処理が可能になり、スループット
はさらに向上する。
研磨フィルム２が連続するようにして縦に積み上げ、共
通の軸でローラーを回す構造にすれば、同時に複数枚の
Ｓｉウェハ９０の研磨処理が可能になり、スループット
はさらに向上する。
【００８０】さらに、本研磨装置は装置構成が簡単なた
め、装置単体の価格は安くなる。また、使用原料も純水
と微量の薬液だけなので、ランニングコストを大幅に削
減できる。このように本実施形態によれば、コスト削減
の点で大きな利点がある。
め、装置単体の価格は安くなる。また、使用原料も純水
と微量の薬液だけなので、ランニングコストを大幅に削
減できる。このように本実施形態によれば、コスト削減
の点で大きな利点がある。
【００８１】本研磨装置には、研磨中に研磨の状態をモ
ニターし、結果を研磨動作にフィードバックさせるＩｎ
−ｓｉｔｕタイプのモニター機構を搭載することが可能
である。
ニターし、結果を研磨動作にフィードバックさせるＩｎ
−ｓｉｔｕタイプのモニター機構を搭載することが可能
である。
【００８２】モニター機構としては、例えばウェハに光
を照射する光源と、該光の散乱光を検出する光検出器
と、検出結果に基づいて研磨の終点を判定する判定部と
で構成された、光学的手法を利用した機構があげられ
る。
を照射する光源と、該光の散乱光を検出する光検出器
と、検出結果に基づいて研磨の終点を判定する判定部と
で構成された、光学的手法を利用した機構があげられ
る。
【００８３】研磨初期はベベル面が荒れているため、ウ
ェハに照射した光は乱反射し、反射強度は弱い。しか
し、研磨が進行するにつれ、ベベル面は鏡面反射へと移
行していき反射強度は強まる。判定部は、光検出器で検
出された光の強度（反射強度）と予め決められたあるレ
ベル（しきい値）とを比較し、反射強度がしきい値以上
となった時点を研磨の終点として判定する。
ェハに照射した光は乱反射し、反射強度は弱い。しか
し、研磨が進行するにつれ、ベベル面は鏡面反射へと移
行していき反射強度は強まる。判定部は、光検出器で検
出された光の強度（反射強度）と予め決められたあるレ
ベル（しきい値）とを比較し、反射強度がしきい値以上
となった時点を研磨の終点として判定する。
【００８４】本研磨装置の構成は、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で、変化させることが可能である。特に、研
磨フィルム２のウェハ円周に対する接触のさせ方は、い
ろいろな変形が考えられる。
しない範囲で、変化させることが可能である。特に、研
磨フィルム２のウェハ円周に対する接触のさせ方は、い
ろいろな変形が考えられる。
【００８５】本実施形態では、研磨フィルム２は、その
長手方向がウェハ面に直交するように配置されている
（図６（ａ））。この配置の場合、研磨フィルム２がウ
ェハの回転方向に引きずられ、よじれる可能性がある。
また、研磨フィルム２の巻き取りの回転軸がウェハ回転
軸と直交するため、研磨フィルム２の巻き取り駆動部が
ウェハ回転駆動部に対し、コンパクトに収まりにくい。
長手方向がウェハ面に直交するように配置されている
（図６（ａ））。この配置の場合、研磨フィルム２がウ
ェハの回転方向に引きずられ、よじれる可能性がある。
また、研磨フィルム２の巻き取りの回転軸がウェハ回転
軸と直交するため、研磨フィルム２の巻き取り駆動部が
ウェハ回転駆動部に対し、コンパクトに収まりにくい。
【００８６】これらの点を改善するために、研磨フィル
ム２の長手方向がウェハ面に平行になるように配置する
方法もある（図６（ｂ））。この配置の場合、研磨フィ
ルム２の有効面積が極端に小さくなり、高価な研磨フィ
ルムを用いる場合は、非経済的である。
ム２の長手方向がウェハ面に平行になるように配置する
方法もある（図６（ｂ））。この配置の場合、研磨フィ
ルム２の有効面積が極端に小さくなり、高価な研磨フィ
ルムを用いる場合は、非経済的である。
【００８７】そこで、図６（ｃ）に示すように、研磨フ
ィルム２の長手方向がウェハ面に対して斜めになるよう
にする方法が考えられる。このようにすれば、研磨フィ
ルム２はよじれにくくなり、かつ、有効面積を大きくす
ることが可能になる。
ィルム２の長手方向がウェハ面に対して斜めになるよう
にする方法が考えられる。このようにすれば、研磨フィ
ルム２はよじれにくくなり、かつ、有効面積を大きくす
ることが可能になる。
【００８８】張力を有する部材を利用した、研磨フィル
ム２のベベル部およびエッジ部への荷重印加に関して
も、別の方法が考えられる。例えば、図７に示すよう
に、研磨フィルム２と引き伸ばした弾性体フィルム４ａ
を重ね合わせて両者を同時に巻き取っていく構成もあ
る。また、研磨フィルム２のフィルムの材質そのものを
弾性ゴムのような弾性体にする構成もある。
ム２のベベル部およびエッジ部への荷重印加に関して
も、別の方法が考えられる。例えば、図７に示すよう
に、研磨フィルム２と引き伸ばした弾性体フィルム４ａ
を重ね合わせて両者を同時に巻き取っていく構成もあ
る。また、研磨フィルム２のフィルムの材質そのものを
弾性ゴムのような弾性体にする構成もある。
【００８９】また、弾性体フィルム４を用いる構成の代
わりに、図８に示すように、クッション９を研磨フィル
ム２に当てる構成にしても良い。クッション９は、外側
が薄い弾性体膜からなる袋の中に空気などの気体もしく
は水などの流体を満たし密閉したもので、パスカルの原
理に基づき、ベベル面に均等な圧力をかける効果を期待
できる。
わりに、図８に示すように、クッション９を研磨フィル
ム２に当てる構成にしても良い。クッション９は、外側
が薄い弾性体膜からなる袋の中に空気などの気体もしく
は水などの流体を満たし密閉したもので、パスカルの原
理に基づき、ベベル面に均等な圧力をかける効果を期待
できる。
【００９０】また、本実施形態のような、１つの研磨フ
ィルム２でウェハ両面側のベベル面に接触させる構成で
はなく、例えば図９に示すように、片面側ずつ接触させ
る構成もある。この構成の方がベベル面の曲率に確実に
沿わせられる。
ィルム２でウェハ両面側のベベル面に接触させる構成で
はなく、例えば図９に示すように、片面側ずつ接触させ
る構成もある。この構成の方がベベル面の曲率に確実に
沿わせられる。
【００９１】さらに、このようなベベル面に片面側ずつ
接触させる構成では、研磨フィルム２の曲げが少なくな
るので、曲がりにくい厚めの研磨フィルムを用いること
も可能になる。研磨フィルム２の代わりに薄膜状の砥石
を用いることも可能になる。
接触させる構成では、研磨フィルム２の曲げが少なくな
るので、曲がりにくい厚めの研磨フィルムを用いること
も可能になる。研磨フィルム２の代わりに薄膜状の砥石
を用いることも可能になる。
【００９２】また、ウェハの回転をローラー１を用いて
行ったが、ウェハ裏面を真空吸着チャックし回転駆動さ
せても良い。
行ったが、ウェハ裏面を真空吸着チャックし回転駆動さ
せても良い。
【００９３】また、研磨のプロセス条件も、適宜、変更
可能である。研磨フィルムの形態、砥粒の種類も、限定
されるものではない。例えば、砥粒にＢａＣＯ3 等のシ
リコンに対してメカノケミカル作用を有する材料を使用
することもできる。
可能である。研磨フィルムの形態、砥粒の種類も、限定
されるものではない。例えば、砥粒にＢａＣＯ3 等のシ
リコンに対してメカノケミカル作用を有する材料を使用
することもできる。
【００９４】また、湿式研磨の供給液体としては、純水
以外に、シリコンをウェットエッチングする薬液、例え
ばＫＯＨ水溶液、アルカリイオン水等も使用可能であ
る。また、界面活性剤水溶液も使用可能である。これら
の薬液の使用により、研磨フィルム２の砥粒の材質とサ
イズによっては、研磨レートあるいは表面平坦度といっ
た研磨特性が向上する効果が期待できる。
以外に、シリコンをウェットエッチングする薬液、例え
ばＫＯＨ水溶液、アルカリイオン水等も使用可能であ
る。また、界面活性剤水溶液も使用可能である。これら
の薬液の使用により、研磨フィルム２の砥粒の材質とサ
イズによっては、研磨レートあるいは表面平坦度といっ
た研磨特性が向上する効果が期待できる。
【００９５】また、研磨屑排除の目的で、デバイス面上
に気体を吹き付ける方式を用いているが、デバイス面上
に純水等の液体を流すことも可能である。
に気体を吹き付ける方式を用いているが、デバイス面上
に純水等の液体を流すことも可能である。
【００９６】（第２の実施形態）図１０は、本発明の第
２の実施形態に係る研磨装置を示す概略図である。これ
はＳｉウェハ９０をセットした状態を真上から見た概略
図である。なお、図１と対応する部分には図１と同一符
号を付してあり、詳細な説明は省略する。
２の実施形態に係る研磨装置を示す概略図である。これ
はＳｉウェハ９０をセットした状態を真上から見た概略
図である。なお、図１と対応する部分には図１と同一符
号を付してあり、詳細な説明は省略する。
【００９７】本研磨装置が第１の実施形態で説明した研
磨装置と異なる点は、研磨フィルムの代わりに紐状の研
磨体、すなわち、研磨紐２０を用いることである。研磨
紐２０は、ＰＥＴ、ポリエステル等の高分子樹脂からな
る紐の表面に、砥粒を接着剤で結合させたものである。
なるべく多くの本数の研磨紐２０をウェハ円周に沿って
接触するように配置することにより、研磨レートの向上
を効果的に図れる。
磨装置と異なる点は、研磨フィルムの代わりに紐状の研
磨体、すなわち、研磨紐２０を用いることである。研磨
紐２０は、ＰＥＴ、ポリエステル等の高分子樹脂からな
る紐の表面に、砥粒を接着剤で結合させたものである。
なるべく多くの本数の研磨紐２０をウェハ円周に沿って
接触するように配置することにより、研磨レートの向上
を効果的に図れる。
【００９８】この方式では、研磨フィルム方式では必要
であった、接触部をウェハ円周に沿わせるための弾性体
フィルム等は、不要になる利点がある。研磨紐２０の断
面を長方形にして、長辺側をウェハ円周に接触させるこ
とが、接触距離が長くなるため、研磨レート向上の観点
から好ましい。
であった、接触部をウェハ円周に沿わせるための弾性体
フィルム等は、不要になる利点がある。研磨紐２０の断
面を長方形にして、長辺側をウェハ円周に接触させるこ
とが、接触距離が長くなるため、研磨レート向上の観点
から好ましい。
【００９９】（第３の実施形態）図１１は、本発明の第
３の実施形態に係る研磨装置を示す概略図である。図１
１（ａ）はウェハをセットした状態を真上から見た概略
図、図１１（ｂ）は真横から見た概略図である。なお、
図１と対応する部分には図１と同一符号を付してあり、
詳細な説明は省略する。
３の実施形態に係る研磨装置を示す概略図である。図１
１（ａ）はウェハをセットした状態を真上から見た概略
図、図１１（ｂ）は真横から見た概略図である。なお、
図１と対応する部分には図１と同一符号を付してあり、
詳細な説明は省略する。
【０１００】本研磨装置が第１の実施形態と異なる点
は、湿式研磨ではなく乾式研磨を行うという点である。
乾式研磨では、一般に、研磨屑等のパーティクルが静電
気的に付着し易い。そして、これらのパーティクルは飛
散し、デバイス面を汚す危険がある。
は、湿式研磨ではなく乾式研磨を行うという点である。
乾式研磨では、一般に、研磨屑等のパーティクルが静電
気的に付着し易い。そして、これらのパーティクルは飛
散し、デバイス面を汚す危険がある。
【０１０１】そこで、本実施形態では、研磨時に発生す
る研磨屑を排除する目的で、空気あるいは窒素等の気体
を吹き付ける気体噴射ノズルを設ける。具体的には、デ
バイス面側へ飛散するパーティクルに対しては、Ｓｉウ
ェハ９０の下方に放射状気体噴射ノズル３０を設ける。
る研磨屑を排除する目的で、空気あるいは窒素等の気体
を吹き付ける気体噴射ノズルを設ける。具体的には、デ
バイス面側へ飛散するパーティクルに対しては、Ｓｉウ
ェハ９０の下方に放射状気体噴射ノズル３０を設ける。
【０１０２】放射状気体噴射ノズル３０は、デバイス面
の中心から放射線状に、デバイス面に対して浅い角度で
入射するように、流速５ｍ／ｓｅｃ以上の気流をデバイ
ス面に吹き付ける。これにより、研磨屑を効果的に排除
することが可能となる。放射状気体噴射ノズル３０は、
デバイス面側のみならず、ウェハ裏面側にも設置すれ
ば、より効果的である。
の中心から放射線状に、デバイス面に対して浅い角度で
入射するように、流速５ｍ／ｓｅｃ以上の気流をデバイ
ス面に吹き付ける。これにより、研磨屑を効果的に排除
することが可能となる。放射状気体噴射ノズル３０は、
デバイス面側のみならず、ウェハ裏面側にも設置すれ
ば、より効果的である。
【０１０３】さらに、研磨直後、静電気的にベベル面に
付着したパーティクルは、接線方向気体噴射ノズル３１
から吹き付ける気流により排除する。具体的には、研磨
フィルム２に擦られて出てきた直後のウェハ外周に対し
て、ウェハ外周接線に沿ってウェハ回転方向に流速１０
ｍ／ｓｅｃ以上の気流を吹き付けるようにする。
付着したパーティクルは、接線方向気体噴射ノズル３１
から吹き付ける気流により排除する。具体的には、研磨
フィルム２に擦られて出てきた直後のウェハ外周に対し
て、ウェハ外周接線に沿ってウェハ回転方向に流速１０
ｍ／ｓｅｃ以上の気流を吹き付けるようにする。
【０１０４】乾式研磨を用いると、純水を節約でき、廃
液処理が不要になる。また、メカノケミカル作用という
固相反応を積極的に利用する研磨の場合、乾式の方が湿
式より研磨レートが速いことが一般に知られている。よ
って、シリコンに対してメカノケミカル作用を有するＢ
ａＣＯ3 等の砥粒を研磨フィルム２に使用する際、本実
施形態の乾式研磨は有効な手法となる。
液処理が不要になる。また、メカノケミカル作用という
固相反応を積極的に利用する研磨の場合、乾式の方が湿
式より研磨レートが速いことが一般に知られている。よ
って、シリコンに対してメカノケミカル作用を有するＢ
ａＣＯ3 等の砥粒を研磨フィルム２に使用する際、本実
施形態の乾式研磨は有効な手法となる。
【０１０５】（第４の実施形態）本実施形態では、スタ
ックキャパシタのキャパシタ電極（下部電極）として用
いるＲｕ膜をデバイス面上にＣＶＤ法で成膜した際、Ｓ
ｉウェハのベベル部、エッジ部および裏面に付着し、汚
染源となるＲｕ膜の研磨法による除去について説明す
る。
ックキャパシタのキャパシタ電極（下部電極）として用
いるＲｕ膜をデバイス面上にＣＶＤ法で成膜した際、Ｓ
ｉウェハのベベル部、エッジ部および裏面に付着し、汚
染源となるＲｕ膜の研磨法による除去について説明す
る。
【０１０６】図１２に示すように、シリコン窒化膜９７
を成膜したＳｉウェハ９０上に、下部キャパシタ電極と
して用いるＲｕ膜９８をバッチ式のＣＶＤ法により３０
ｎｍだけ成膜した場合、Ｒｕ膜９８はデバイス面のみな
らず、ウェハのベベル部、エッジ部および裏面にも３０
ｎｍ程度成膜される。この種のＲｕ膜９８を用いるキャ
パシタは、例えば、シリンダ型、クラウン型などのよく
知られた三次元構造の立体キャパシタである。この立体
キャパシタは、例えばＤＲＡＭまたはＦｅＲＡＭに使用
されるものである。
を成膜したＳｉウェハ９０上に、下部キャパシタ電極と
して用いるＲｕ膜９８をバッチ式のＣＶＤ法により３０
ｎｍだけ成膜した場合、Ｒｕ膜９８はデバイス面のみな
らず、ウェハのベベル部、エッジ部および裏面にも３０
ｎｍ程度成膜される。この種のＲｕ膜９８を用いるキャ
パシタは、例えば、シリンダ型、クラウン型などのよく
知られた三次元構造の立体キャパシタである。この立体
キャパシタは、例えばＤＲＡＭまたはＦｅＲＡＭに使用
されるものである。
【０１０７】ベベル部、エッジ部および裏面に付着した
Ｒｕ膜９８は、次工程の装置汚染をもたらす関係上、除
去することが必要になる。ベベル部およびエッジ部のＲ
ｕ膜９８の除去を第１の実施形態で説明した図１の研磨
装置により行った。研磨条件は以下の通りである。
Ｒｕ膜９８は、次工程の装置汚染をもたらす関係上、除
去することが必要になる。ベベル部およびエッジ部のＲ
ｕ膜９８の除去を第１の実施形態で説明した図１の研磨
装置により行った。研磨条件は以下の通りである。
【０１０８】研磨フィルム：粒度＃１００００番のダイ
ヤモンドがＰＥＴフィルム上にウレタンタイプ接着剤で
結合されたもの 幅３ｃｍのものをウェハ円周に沿って８箇所接触 接触力：弾性体フィルムの張力を１ｋｇ重に設定 角度θ：３０度 回転数：１００ｒｐｍ 薬液：純水（１つのノズル当たり１０ml／minで供給） １分間の研磨により、ベベル部およびエッジ部に付着し
ていたＲｕ膜９８を除去することができた。
ヤモンドがＰＥＴフィルム上にウレタンタイプ接着剤で
結合されたもの 幅３ｃｍのものをウェハ円周に沿って８箇所接触 接触力：弾性体フィルムの張力を１ｋｇ重に設定 角度θ：３０度 回転数：１００ｒｐｍ 薬液：純水（１つのノズル当たり１０ml／minで供給） １分間の研磨により、ベベル部およびエッジ部に付着し
ていたＲｕ膜９８を除去することができた。
【０１０９】次に、ウェハノッチ（不図示）のベベル部
およびエッジ部に付着しているＲｕ膜９８の除去を、第
１の実施形態と同様に、ダイヤモンド砥石ホイール８に
より行う。同ホイール８を１０００ｒｐｍで回転させて
３０秒研磨することにより、上記部分のＲｕ膜９８を除
去することができた。
およびエッジ部に付着しているＲｕ膜９８の除去を、第
１の実施形態と同様に、ダイヤモンド砥石ホイール８に
より行う。同ホイール８を１０００ｒｐｍで回転させて
３０秒研磨することにより、上記部分のＲｕ膜９８を除
去することができた。
【０１１０】裏面に付着したＲｕ膜９８は、図１３に示
す研磨装置により除去する。図１３（ａ）はウェハをセ
ットした状態を真上から見た概略図、図１３（ｂ）は真
横から見た概略図である。
す研磨装置により除去する。図１３（ａ）はウェハをセ
ットした状態を真上から見た概略図、図１３（ｂ）は真
横から見た概略図である。
【０１１１】Ｓｉウェハ９０は、デバイス面が下になる
ようにセットされており、ローラー４１により挟まれ、
水平面内で回転できるようになっている。そして、シャ
ワーノズルの形態をした薬液供給ノズル４２から、薬液
がウェハ裏面に滴下される。そこへ、研磨フィルムを弾
性体に巻き付けた研磨フィルムロール４３が、Ｓｉウェ
ハ９０の裏面に回転しながら接触し、ウェハ裏面は湿式
研磨される。
ようにセットされており、ローラー４１により挟まれ、
水平面内で回転できるようになっている。そして、シャ
ワーノズルの形態をした薬液供給ノズル４２から、薬液
がウェハ裏面に滴下される。そこへ、研磨フィルムを弾
性体に巻き付けた研磨フィルムロール４３が、Ｓｉウェ
ハ９０の裏面に回転しながら接触し、ウェハ裏面は湿式
研磨される。
【０１１２】研磨フィルムロール４３は、円柱状の弾性
ゴム、発砲ウレタン等に研磨フィルムを接着して巻き付
けたもので、サイズは、２０．３２ｃｍ（８インチ）ウ
ェハ用としては、直径３０ｍｍ程度、長さ２１０ｍｍ程
度である。
ゴム、発砲ウレタン等に研磨フィルムを接着して巻き付
けたもので、サイズは、２０．３２ｃｍ（８インチ）ウ
ェハ用としては、直径３０ｍｍ程度、長さ２１０ｍｍ程
度である。
【０１１３】また、ＰＶＡスポンジからなるロール４４
が、洗浄液供給ノズル４５から供給される洗浄液を介し
て、Ｓｉウェハのデバイス面に回転しながら接触できる
ようになっている。ロール４４の役割は、研磨フィルム
ロール４３の荷重を支えることである。
が、洗浄液供給ノズル４５から供給される洗浄液を介し
て、Ｓｉウェハのデバイス面に回転しながら接触できる
ようになっている。ロール４４の役割は、研磨フィルム
ロール４３の荷重を支えることである。
【０１１４】このような研磨装置において、以下の条件
により研磨を行った。
により研磨を行った。
【０１１５】研磨フィルム：粒度＃１００００番のダイ
ヤモンドがＰＥＴフィルム上にウレタンタイプ接着剤で
結合されたもの 研磨フィルムロール押し付け力：１ｋｇ重 研磨フィルムロール回転数：１００ｒｐｍ ウェハ回転数：１００ｒｐｍ 薬液：純水（２００ml／min供給） 洗浄液：純水（１０００ml／min供給） ２分間の研磨により、裏面のＲｕ膜９８も除去された
（図１４）。
ヤモンドがＰＥＴフィルム上にウレタンタイプ接着剤で
結合されたもの 研磨フィルムロール押し付け力：１ｋｇ重 研磨フィルムロール回転数：１００ｒｐｍ ウェハ回転数：１００ｒｐｍ 薬液：純水（２００ml／min供給） 洗浄液：純水（１０００ml／min供給） ２分間の研磨により、裏面のＲｕ膜９８も除去された
（図１４）。
【０１１６】この後、別のユニットにおいて、ベベル面
も含めウェハ全体をＰＶＡスポンジ等で擦り付けなが
ら、純水あるいは界面活性剤水溶液を用いて洗浄し、リ
ンスし、乾燥させることにより、ベベル部、エッジ部お
よび裏面のＲｕ膜の研磨除去が終了する。
も含めウェハ全体をＰＶＡスポンジ等で擦り付けなが
ら、純水あるいは界面活性剤水溶液を用いて洗浄し、リ
ンスし、乾燥させることにより、ベベル部、エッジ部お
よび裏面のＲｕ膜の研磨除去が終了する。
【０１１７】Ｒｕ膜９８が除去されて露出した下地のシ
リコン窒化膜９７上は、ＩＣＰ分析によるＲｕ汚染が１
０10ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 未満になるまで清浄化されるこ
とが確認された。
リコン窒化膜９７上は、ＩＣＰ分析によるＲｕ汚染が１
０10ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 未満になるまで清浄化されるこ
とが確認された。
【０１１８】従来のウェットエッチング法では、例え
ば、薬液に硝酸二アンモニウムセリウム２０％水溶液を
用いた場合、Ｒｕ汚染を１０11ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 未満
にするのでさえ５分以上かかり、１０10ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ2 未満にするためには、下地のシリコン窒化膜９７を
希フッ酸等の別の薬液で２分間程度ウェットエッチング
する必要があった。よって、従来法では、ベベル部、エ
ッジ部および裏面のＲｕ膜を除去するのに、１枚当た
り、７分以上の時間を要していた。
ば、薬液に硝酸二アンモニウムセリウム２０％水溶液を
用いた場合、Ｒｕ汚染を１０11ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 未満
にするのでさえ５分以上かかり、１０10ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ2 未満にするためには、下地のシリコン窒化膜９７を
希フッ酸等の別の薬液で２分間程度ウェットエッチング
する必要があった。よって、従来法では、ベベル部、エ
ッジ部および裏面のＲｕ膜を除去するのに、１枚当た
り、７分以上の時間を要していた。
【０１１９】一方、本実施形態の研磨による除去方法で
は、ベベル部＋エッジ部と裏面を分けて行う場合でも、
３.５分である。ベベル部＋エッジ部用装置（図１）と
裏面用装置（図１３）は、お互いに干渉しない形で一体
化することも可能である。
は、ベベル部＋エッジ部と裏面を分けて行う場合でも、
３.５分である。ベベル部＋エッジ部用装置（図１）と
裏面用装置（図１３）は、お互いに干渉しない形で一体
化することも可能である。
【０１２０】一体化した場合、ベベル部＋エッジ部と裏
面のＲｕ膜研磨除去を同時に行うことが可能である。こ
れにより、処理時間はさらに短縮され、２.５分にな
る。よって、大幅なスループット向上につながる。
面のＲｕ膜研磨除去を同時に行うことが可能である。こ
れにより、処理時間はさらに短縮され、２.５分にな
る。よって、大幅なスループット向上につながる。
【０１２１】また、本実施形態の研磨法を実施する研磨
装置は構成が簡単なため、装置単体の価格が安くなり、
また、使用原料も純水と微量の薬液だけなので、ランニ
ングコストも大幅に削減できる。
装置は構成が簡単なため、装置単体の価格が安くなり、
また、使用原料も純水と微量の薬液だけなので、ランニ
ングコストも大幅に削減できる。
【０１２２】本研磨装置には、研磨中に研磨の状態をモ
ニターし、結果を研磨動作にフィードバックさせる、Ｉ
ｎ−ｓｉｔｕモニター機構を搭載することが可能であ
る。モニター機構としては、例えばＲｕ膜の膜厚変化に
伴う電気抵抗変化を測定する機構のものが好適である。
ニターし、結果を研磨動作にフィードバックさせる、Ｉ
ｎ−ｓｉｔｕモニター機構を搭載することが可能であ
る。モニター機構としては、例えばＲｕ膜の膜厚変化に
伴う電気抵抗変化を測定する機構のものが好適である。
【０１２３】同機構は、例えば回転しているウェハに擦
れてもウェハを傷付けない導電性樹脂等からなる端子
（２個）と、端子間に電圧を印加するための電圧源と、
端子間に流れる電流、すなわちＲｕ膜中を流れる電流を
測定（モニター）する電流測定とで構成されたものであ
る。
れてもウェハを傷付けない導電性樹脂等からなる端子
（２個）と、端子間に電圧を印加するための電圧源と、
端子間に流れる電流、すなわちＲｕ膜中を流れる電流を
測定（モニター）する電流測定とで構成されたものであ
る。
【０１２４】研磨が進行するにつれ、Ｒｕ膜の膜厚は薄
くなり電気抵抗が上昇するため、電流値は小さくなる。
そして、Ｒｕ膜が除去され下地のシリコン窒化膜等の絶
縁膜が露出した段階で、電流値はゼロになる。この時間
に、下地に拡散したＲｕ成分も削り取る時間も加味して
終点を決定する。
くなり電気抵抗が上昇するため、電流値は小さくなる。
そして、Ｒｕ膜が除去され下地のシリコン窒化膜等の絶
縁膜が露出した段階で、電流値はゼロになる。この時間
に、下地に拡散したＲｕ成分も削り取る時間も加味して
終点を決定する。
【０１２５】ベベル部のＲｕ膜の研磨モニターに関して
は、端子がベベル部に接触するように、裏面のＲｕ膜の
研磨モニターに関しては、端子が裏面に接触するよう
に、端子形状あるいは端子位置をそれぞれ設定する。運
動している面への接触なので、接触が離れないように、
端子をバネ等で押すあるいは端子そのものを弾性体にす
ることが望ましい。
は、端子がベベル部に接触するように、裏面のＲｕ膜の
研磨モニターに関しては、端子が裏面に接触するよう
に、端子形状あるいは端子位置をそれぞれ設定する。運
動している面への接触なので、接触が離れないように、
端子をバネ等で押すあるいは端子そのものを弾性体にす
ることが望ましい。
【０１２６】印加する電圧は、ウェハ上のデバイスへの
影響を考慮すると、なるべく小さい方が良く、ｍＶ以下
オーダーの電圧が好ましい。また、直流ではなく、交流
あるいは高周波の方が、電流波形の増幅、平滑化等の処
理がしやすい利点がある。
影響を考慮すると、なるべく小さい方が良く、ｍＶ以下
オーダーの電圧が好ましい。また、直流ではなく、交流
あるいは高周波の方が、電流波形の増幅、平滑化等の処
理がしやすい利点がある。
【０１２７】本実施形態の研磨装置の構成は、発明の趣
旨を逸脱しない範囲で、変化させることが可能である。
研磨のプロセス条件も、適宜、変更可能である。研磨フ
ィルムの形態、砥粒の種類も、限定されるものではな
い。
旨を逸脱しない範囲で、変化させることが可能である。
研磨のプロセス条件も、適宜、変更可能である。研磨フ
ィルムの形態、砥粒の種類も、限定されるものではな
い。
【０１２８】また、湿式研磨の供給液体としては、純水
以外に、Ｒｕ膜をウェットエッチングする薬液、例えば
硝酸二アンモニウムセリウム水溶液、過硫酸アンモニウ
ム水溶液等の酸化剤も使用可能である。これらの薬液の
使用により、研磨レートが向上する効果が期待できる。
以外に、Ｒｕ膜をウェットエッチングする薬液、例えば
硝酸二アンモニウムセリウム水溶液、過硫酸アンモニウ
ム水溶液等の酸化剤も使用可能である。これらの薬液の
使用により、研磨レートが向上する効果が期待できる。
【０１２９】研磨法による汚染膜除去の特長は、砥粒の
メカニカルな除去作用が加わることである。したがっ
て、化学的に安定な膜の除去に対しても有効であり、ま
た、下地に拡散した上記化学的に安定な膜の成分も、下
地の一部を削り取ることにより除去することが可能であ
る。この理由により、本研磨法により除去できる汚染膜
は、Ｒｕ膜に限らず、Ｃｕ膜、ＰＺＴ膜、ＢＳＴ膜等、
今後、半導体装置の製造に導入される新材料膜一般に広
げることができる。
メカニカルな除去作用が加わることである。したがっ
て、化学的に安定な膜の除去に対しても有効であり、ま
た、下地に拡散した上記化学的に安定な膜の成分も、下
地の一部を削り取ることにより除去することが可能であ
る。この理由により、本研磨法により除去できる汚染膜
は、Ｒｕ膜に限らず、Ｃｕ膜、ＰＺＴ膜、ＢＳＴ膜等、
今後、半導体装置の製造に導入される新材料膜一般に広
げることができる。
【０１３０】また、本実施形態では、素子の一部として
スタックキャパシタの下部電極を例にあげたが、プラグ
もしくは配線、またはこれらの３つうちの２つ以上でも
構わない。
スタックキャパシタの下部電極を例にあげたが、プラグ
もしくは配線、またはこれらの３つうちの２つ以上でも
構わない。
【０１３１】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、上記実施形態では、基板とし
てＳｉウェハを用いた場合について説明したが、ＳＯＩ
ウェハを用いても良い。さらに、ＳｉＧｅウェハ等の他
の半導体ウエハ、あるいはデバイス面がＳｉＧｅで形成
されたＳｉウェハを用いても良い。また、ベベル部の
み、または基板の裏面のみを研磨対象としても良い。
るものではない。例えば、上記実施形態では、基板とし
てＳｉウェハを用いた場合について説明したが、ＳＯＩ
ウェハを用いても良い。さらに、ＳｉＧｅウェハ等の他
の半導体ウエハ、あるいはデバイス面がＳｉＧｅで形成
されたＳｉウェハを用いても良い。また、ベベル部の
み、または基板の裏面のみを研磨対象としても良い。
【０１３２】また、上記実施形態には種々の段階の発明
が含まれており、開示される複数の構成要件における適
宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例え
ば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要
件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で
述べた課題を解決できる場合には、この構成要件が削除
された構成が発明として抽出され得る。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
が含まれており、開示される複数の構成要件における適
宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例え
ば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要
件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で
述べた課題を解決できる場合には、この構成要件が削除
された構成が発明として抽出され得る。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【０１３３】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、半
導体装置の製造中において、基板の周縁部、裏面上の不
要なものを効果的に除去できる半導体装置の製造方法お
よび研磨装置を実現できるようになる。
導体装置の製造中において、基板の周縁部、裏面上の不
要なものを効果的に除去できる半導体装置の製造方法お
よび研磨装置を実現できるようになる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る研磨装置を示す
概略図
概略図
【図２】Ｓｉウェハのノッチの研磨を説明するための図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る粗削り研磨およ
び仕上げ研磨に用いた研磨装置を示す概略図
び仕上げ研磨に用いた研磨装置を示す概略図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る研磨を行ったベ
ベル部およびエッジ部の表面形状を示す断面図
ベル部およびエッジ部の表面形状を示す断面図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る研磨装置の変形
例を示す概略図
例を示す概略図
【図６】本発明の第１の実施形態に係る研磨装置の研磨
フィルムの配置例を示す図
フィルムの配置例を示す図
【図７】本発明の第１の実施形態に係る研磨装置におい
て張力を有する部材を利用して研磨フィルムをベベル部
およびエッジ部に押しつける方法を説明するための図
て張力を有する部材を利用して研磨フィルムをベベル部
およびエッジ部に押しつける方法を説明するための図
【図８】本発明の第１の実施形態に係る研磨装置におい
て変形可能な弾性体からなる押し付け部材を利用して研
磨フィルムをベベル部およびエッジ部に押しつける他の
方法を説明するための図
て変形可能な弾性体からなる押し付け部材を利用して研
磨フィルムをベベル部およびエッジ部に押しつける他の
方法を説明するための図
【図９】本発明の第１の実施形態に係る研磨装置におい
て研磨フィルムをＳｉウェハの片面側ずつ接触させる構
成を示す図
て研磨フィルムをＳｉウェハの片面側ずつ接触させる構
成を示す図
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る研磨装置を示
す概略図
す概略図
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る研磨装置を示
す概略図
す概略図
【図１２】Ｒｕ膜を成膜したＳｉウェハを示す断面図
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る研磨装置を示
す概略図
す概略図
【図１４】同研磨装置を用いて研磨したＳｉウェハの表
面形状を示す断面図
面形状を示す断面図
【図１５】トレンチの形成方法を説明するための断面図
【図１６】図１５に続くトレンチの形成方法を説明する
ための断面図
ための断面図
【図１７】従来のトレンチの形成時に発生した針状突起
の除去方法を説明するための断面図
の除去方法を説明するための断面図
【図１８】図１７に続く同針状突起の除去方法を説明す
るための断面図
るための断面図
【図１９】図１８に続く同針状突起の除去方法を説明す
るための断面図
るための断面図
【図２０】ベベル形状のタイプを説明するための断面図
【図２１】Ｓｉウェハのベベルに直線的部分がある場合
に、研磨フィルムとＳｉウェハとの接触面における圧力
のばらつきを改善する方法を説明するための断面図
に、研磨フィルムとＳｉウェハとの接触面における圧力
のばらつきを改善する方法を説明するための断面図
１…ローラー
２，２ａ，２ｂ…研磨フィルム
３…薬液供給ノズル
４、４ａ…弾性体フィルム
５…押し当て板
６…放射状気体噴射ノズル
７…ノッチセンサ
８…ダイヤモンド砥石ホイール
８ａ…回転軸
９…クッション
２０…研磨紐
３０…放射状気体噴射ノズル
３１…接線方向気体噴射ノズル
４１…ローラー
４２…薬液供給ノズル
４３…研磨フィルムロール
４４…ロール
４５…洗浄液供給ノズル
５１…溝型の剛体
５２…部品
９０…Ｓｉウェハ
９１…シリコン窒化膜
９２…ＳｉＯ2 膜
９３…トレンチ
９４…針状突起
９５…レジスト
９６…凹凸
９７…シリコン窒化膜
９８…Ｒｕ膜
【手続補正書】
【提出日】平成１４年３月１２日（２００２．３．１
２）
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６４】この仮想的な内側面から法線方向に後述す
る距離ｄだけ弾性体フィルム４側に移動させた面が、溝
型の剛体５２の実際の内側面である（図２１（ｄ）の実
線）。距離ｄは、弾性体フィルム４の厚さをＤ、ヤング
率をＥとすると、Ｅ・（ｄ／Ｄ）＝研磨荷重の関係を満
足する。厚さＤ、ヤング率Ｅ、必要とする弾性体フィル
ム４の圧縮応力（上記所望の研磨荷重）は予め分かって
いるので、これらの値を上式に代入することにより、距
離ｄは求まる。
る距離ｄだけ弾性体フィルム４側に移動させた面が、溝
型の剛体５２の実際の内側面である（図２１（ｄ）の実
線）。距離ｄは、弾性体フィルム４の厚さをＤ、ヤング
率をＥとすると、Ｅ・（ｄ／Ｄ）＝研磨荷重の関係を満
足する。厚さＤ、ヤング率Ｅ、必要とする弾性体フィル
ム４の圧縮応力（上記所望の研磨荷重）は予め分かって
いるので、これらの値を上式に代入することにより、距
離ｄは求まる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 依田 孝
神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株
式会社東芝横浜事業所内
(72)発明者 奥村 勝弥
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
Ｆターム(参考） 3C049 AA05 AA09 AA12 CA01 CB03
Claims (15)
- 【請求項１】基板の表面に素子の一部分を形成する工程
と、 前記基板の周縁部および裏面の少なくとも一方を研磨す
る工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項２】前記素子の一部分を形成する工程は、ドラ
イエッチングプロセスにより行われるものであり、前記
基板の周縁部および裏面の少なくとも一方を研磨する工
程は、前記素子の一部分をドライエッチングプロセスに
より形成する工程時に、前記基板の周縁部に生じた表面
荒れを除去する工程であることを特徴とする請求項１に
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】前記素子の一部分は、トレンチキャパシタ
のトレンチであることを特徴とする請求項２に記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項４】前記素子の一部分を形成するときに、前記
素子の一部分の構成材料からなる付着膜が前記基板の周
縁部および裏面の少なくとも一方に付着することを特徴
とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】前記付着膜は、汚染源となる膜であること
を特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】前記基板の周縁部および裏面の少なくとも
一方を研磨する工程は、前記付着膜を除去する工程であ
ることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項７】前記素子の一部分は、キャパシタの電極、
プラグおよび配線の少なくとも一つであることを特徴と
する請求項４に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】前記研磨は、固定砥粒方式で行うことを特
徴とする請求項１、２および４のいずれか１項に記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】前記固定砥粒方式は、研磨フィルムを用い
たものであることを特徴とする請求項８に記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項１０】前記研磨フィルムは、変形可能な弾性体
によって、前記基板の周縁部および裏面の少なくとも一
方に押しつけられることを特徴する請求項９に記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】前記研磨フィルムは、張力を有する部材
によって、前記基板の周縁部および裏面の少なくとも一
方に押しつけられることを特徴する請求項９に記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】前記研磨を乾式で行うことを特徴とする
請求項１、２および４のいずれか１項に記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項１３】基板と接触して該基板を研磨する研磨手
段と、 前記研磨手段を前記基板に押しつける、変形可能な弾性
体からなる押し付け部材とを具備してなることを特徴と
する研磨装置。 - 【請求項１４】被処理基板を保持可能でかつ、前記基板
を回転せしめる回転手段と、 前記被処理基板の周縁部および裏面の少なくとも一方と
接触して該基板の接触部分を研磨するための研磨手段
と、 前記基板に対し、前記研磨手段を張力をもって押圧する
ための押し付け部材とを具備してなることを特徴とする
研磨装置。 - 【請求項１５】前記基板の研磨中に該基板上に気流を吹
き付けるか、または前記基板上に液体を流す手段をさら
に備えていることを特徴とする請求項１３および１４い
ずれか１項に記載の研磨装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001359818A JP3949941B2 (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 半導体装置の製造方法および研磨装置 |
| KR1020020073371A KR20030043697A (ko) | 2001-11-26 | 2002-11-25 | 반도체 장치의 제조 방법 및 연마 장치 |
| US10/303,001 US6933234B2 (en) | 2001-11-26 | 2002-11-25 | Method for manufacturing semiconductor device and polishing apparatus |
| TW091134310A TWI225273B (en) | 2001-11-26 | 2002-11-26 | Method for manufacturing semiconductor device and polishing apparatus |
| CNB021535892A CN1222985C (zh) | 2001-11-26 | 2002-11-26 | 半导体装置的制造方法以及研磨装置 |
| US11/178,318 US7351131B2 (en) | 2001-11-26 | 2005-07-12 | Method for manufacturing semiconductor device and polishing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001359818A JP3949941B2 (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 半導体装置の製造方法および研磨装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003163188A true JP2003163188A (ja) | 2003-06-06 |
| JP2003163188A5 JP2003163188A5 (ja) | 2005-07-21 |
| JP3949941B2 JP3949941B2 (ja) | 2007-07-25 |
Family
ID=19170752
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001359818A Expired - Fee Related JP3949941B2 (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 半導体装置の製造方法および研磨装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6933234B2 (ja) |
| JP (1) | JP3949941B2 (ja) |
| KR (1) | KR20030043697A (ja) |
| CN (1) | CN1222985C (ja) |
| TW (1) | TWI225273B (ja) |
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