JP4374038B2

JP4374038B2 - 基板処理方法

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Publication number: JP4374038B2
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Inventors: 厚重田; 大福島; 博之矢野
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Description

本発明は、半導体基板の周縁部を研磨する基板処理方法に係わり、特に基板の周縁部に形成された不要膜や凹凸面などを除去するための基板処理方法に関する。

配線の微細化に伴い、管理すべきパーティクル及び不純物濃度の値は、益々厳しくなってきており、半導体基板の表面は勿論、周縁部（ノッチ部及びベベル部）の管理も重要となってきている。半導体装置の製造過程では、ＳｉＯ₂膜，ＳｉＮ膜といった絶縁膜とポリＳｉ膜，Ｗ膜，Ｃｕ膜といった導電膜を成膜・露光・エッチング加工等を繰り返しながら、微細配線を形成していく。この製造過程で基板周縁部にも絶縁膜や導電膜が成膜されると共に、露光・エッチング加工等が繰り返されることにより、絶縁膜や導電膜を含む不要膜及び凹凸面が形成される。これら不要膜や凹凸面は、製造過程でパーティクル発生源となり、配線の微細化に伴い歩留まりを低下させる要因として顕在化してきた。

例えば、トレンチキャパシタのトレンチ（Deep Trench）の形成過程においては、ＳｉＮ膜とＳｉＯ₂膜をＣＶＤ法で順次成膜した積層絶縁膜の上にレジストパターンを形成し、これをマスクとしてＲＩＥ（Reactive Ion Etching）によりＳｉＯ₂膜，ＳｉＮ膜及びシリコン基板を順次エッチングしてトレンチを形成する。この際に、基板周縁部ではプラズマの生成やエッチングガスの供給が不安定となり、針状突起が形成されることがある。この針状突起は、基板の搬送時或いはプロセス時に破損してパーティクルが発生する原因となる。このようなパーティクルは製造される半導体装置の歩留りの低下につながるため、基板周縁部に形成された針状突起を除去する必要がある。

基板周縁部を処理する方法として、被研磨面を有する基板と研磨面を押圧しながら摺動させることにより、基板上の被研磨膜を研磨除去する研磨技術がある。この研磨技術には、不織布からなる研磨面と被研磨面との接触面に研磨粒子を含む研磨剤を供給しながら研磨する遊離砥粒方式と、砥粒を固定させた研磨面と被研磨面との接触面に純水を供給しながら研磨する固定砥粒方式がある。

トレンチ形成時に生じる針状突起を固定砥粒方式で研磨除去する場合、従来は研磨速度の高いダイヤモンド砥粒＃４０００（粒子径３μｍ程度）でシリコン基板上のＳｉＮ膜及び針状突起を全て研磨除去した後に、ダイヤモンド砥粒＃１００００（粒子径０．５μｍ程度）で仕上げ研磨を実施していた。しかし、この方法によると、研磨時間は速いが、ダイヤモンド砥粒＃４０００によるシリコン基板へのキズが大きく、ダイヤモンド砥粒＃１００００による仕上げ研磨後もキズが残存する（例えば、特許文献１参照）。

その場合の対処として、ＳｉＮ膜の研磨除去にもダイヤモンド砥粒＃１００００を用いる方法もあるが、高硬度膜のＳｉＮ膜を研磨除去するのに莫大な時間を要する。別の対処として、ダイヤモンド砥粒＃４０００と＃８０００と＃１００００を徐々に砥粒サイズを小さくしながら、仕上がり面粗さを改善する方法もある。しかし、研磨テープを３種類も使用するため、研磨ヘッドが３個必要となり、装置が大型化する。しかも、シリコン基板の研磨量も大きくなるため、半導体装置の製造過程で複数回の研磨処理を行うと元々の基板の形状規格を逸脱し、製造ラインで流すことができなくなることがある。

このように、基板周縁部の研磨処理の目的から考えても、被研磨面の面粗さを向上させることが、その後の欠陥の発生を抑制するために必要である。しかし、被研磨面の面粗さの向上には、砥粒サイズを小さくすることが有効だが、ＳｉＮ膜やＳｉＯ₂膜といった高硬度膜を研磨除去する場合、著しく研磨速度が低下して生産性が悪化する副作用がある。

被研磨面の面粗さを悪化させずに研磨除去効率を上げるため、研磨中の薬液添加が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この提案では、シリコン基板上のＳｉＮ膜の除去効率を上げるために、ポリエチレンイミン又はテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを添加している。しかし、この方法では、基板表面も同様の薬液に晒されるため、副作用としてシリコン基板へのエッチングが問題となる。
特開２００３−２３４３１４号公報特開２００７−０１２９４３号公報

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、半導体基板の周縁部に形成された酸化シリコン系や窒化シリコン系の高硬度膜を含む不要膜や凹凸面を高効率で除去し、研磨面精度の向上をはかり得る基板処理方法を提供することにある。

本発明の一態様に係わる基板処理方法は、シリコン基板の周縁部に酸化シリコン系或いは窒化シリコン系の膜が形成された被処理基板の周縁部に、酸化シリコン系或いは窒化シリコン系の膜に対してケミカル効果を有する粒子を主成分とする砥粒を固定した第１研磨面を接触させて、前記被処理基板を研磨する工程と、前記研磨により前記シリコン基板の一部が露出した後に、前記被処理基板の周縁部に、メカニカル効果を主体とする砥粒を固定した第２研磨面を接触させて、前記被処理基板を研磨する工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の別の一態様に係わる基板処理方法は、シリコン基板の周縁部に酸化シリコン系或いは窒化シリコン系の膜が形成された被処理基板に対し、酸化シリコン系或いは窒化シリコン系の膜に対してケミカル効果を有する粒子を主成分とする砥粒を含む研磨液を用いて、又は該砥粒を固定した研磨面に接触させて、前記被処理基板の周縁部を研磨する工程と、前記研磨により前記シリコン基板の一部が露出した後に、メカニカル効果を主体とする砥粒を含む研磨液を用いて、又は該砥粒を固定した研磨面に接触させて、前記被処理基板の周縁部を研磨する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、ケミカル効果を有する砥粒を用いた研磨とメカニカル効果を有する砥粒を用いた研磨とを併用することにより、酸化シリコン系或いは窒化シリコン系の高硬度膜を含む不要膜や凹凸面を高効率で除去することができると共に、研磨面精度を向上させることが可能となる。

以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる基板処理工程を示す断面図であり、（ａ）は被処理基板の研磨前の状態、（ｂ）は被処理基板の研磨後の状態を示している。図中の１０はシリコン基板、１１はＳｉＯ₂膜、１２はＳｉＮ膜である。

本実施形態では、図１（ａ）に示す構造に対し、シリコン基板１０の周縁部に、ＳｉＯ₂及びＳｉＮに対してケミカル効果を有するセリア（酸化セリウム）粒子を主成分とする砥粒を固定した第１研磨面を接触・加圧すると共に、基板１０を回転させることにより基板周縁部を研磨する。次いで、シリコン基板１０の周縁部に、メカニカル効果を主体とするダイヤモンドの砥粒を固定した第２研磨面を接触・加圧すると共に、基板１０を回転させることにより基板周縁部を研磨する。これにより、図１（ｂ）に示すように、基板１０の周縁部でＳｉＯ₂膜１１やＳｉＮ膜１２が除去されると共に、基板周縁部の表面粗さが極めて小さいものとなる。

以下、本実施形態を具体的に説明する。

図２は、本実施形態に使用した固定砥粒方式の研磨装置を示す概略構成図である。

被処理基板２０が載置されるステージ２１は、モータ２２により回転可能となっている。基板２０は、その中心をステージ２１の中心に合わせてステージ２１に吸着固定され、基板２０の周縁部の一部が研磨テープ２３に接触する。研磨テープ２３は、図示してないシリンダーに接続された研磨ヘッド２４により基板側に押圧される。そして、研磨ヘッド２４により研磨テープ２３を基板２０の周縁部に押圧した状態でモータ２２により基板２０を回転させることにより、基板２０の周縁部が研磨されるようになっている。即ち、基板２０の周縁部に成膜された不要膜の一部又は全てを基板１０に達するまで研磨除去するようになっている。また、研磨時には、基板中心近傍のノズル２５から基板表面に純水が供給され、この純水が基板周縁部の研磨領域に供給されるようになっている。

研磨テープ２３としては、ケミカル効果を有する粒子を主成分とする砥粒を固定した第１の研磨テープ２３ａと、メカニカル効果を主体とする砥粒を固定した第２の研磨テープ２３ｂとの２種類を用いた。第１の研磨テープ２３ａは、図３（ａ）に示すように、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム３１にバインダー３２によりセリア砥粒３３（＃１００００：粒子径０．５μｍ程度）を固定したもので、テープ幅８０ｍｍ、厚さ５０μｍである。第２の研磨テープ２３ｂは、図３（ｂ）に示すように、ＰＥＴフィルム３１にバインダー３２によりダイヤモンド砥粒３４（＃１００００：粒子径０．５μｍ程度）を固着したものである。これらの２種の研磨テープ２３は、必要に応じて交換可能となっている。さらに、これらの研磨テープ２３は、研磨時に少しずつ巻き取ることにより、研磨により劣化した部分を新しい研磨面に置換できるようになっている。

前記図１（ａ）に示すように、シリコン基板１０の表面全体に、厚さ１００ｎｍのＳｉＯ₂膜１１と厚さ１００ｎｍのＳｉＮ膜１２を順次ＣＶＤ法により成膜した。この基板１０の周縁部に成膜された積層絶縁膜の除去に本実施形態の研磨方法を適用した結果を、以下に説明する。

前記図２に示した研磨装置を用いて、研磨テープ２３として図３（ａ）に示すセリア砥粒を固着した第１の研磨テープ２３ａをセットし、被処理基板２０をステージ２１に吸着させ、所定の速度でステージ２１を回転させると共に、研磨テープ２３を所定の速度で送りながら、基板周縁部に研磨テープ２３を押圧することにより、基板周縁部の研磨を行った。

従来技術のダイヤモンド砥粒＃４０００とダイヤモンド砥粒＃１００００の組合せに対して、研磨時間は２倍に長くなるが、研磨後の表面粗さは１／５に低減した。また、同じ粒子径のダイヤモンド砥粒＃１００００のみによる研磨除去と比較すると、研磨時間は１／１０に短縮され、研磨後の表面粗さは約１／２に低減した。

一方、シリコン基板１０に対する研磨能力を、研磨前後の基板重量変化から比較してみると、ダイヤモンド砥粒＃４０００に比べて１／１５０と低く、更にダイヤモンド砥粒＃１００００と比べても１／５と低い。これらのことは、セリア砥粒がＳｉＯ₂膜１１やＳｉＮ膜１２に対しては化学作用が効果的に働いていることを示している。また、Ｓｉに対しては化学的作用が働かず、砥粒自体の機械的強度に依存していることを示している。

基板周縁部を研磨する場合、基板表面とは異なり、シリコン基板１０の断面方向及び円周方向に曲率を有するため、研磨ヘッド２４をシリコン基板１０の曲率に沿うように接触面を動かしながら研磨を行うが、研磨残りを発生させないために過剰研磨が必要となる。この過剰研磨においては、ＳｉＯ₂やＳｉＮに対する研磨能力が高く、Ｓｉに対する研磨能力が低いというセリア砥粒の特徴が有利に働く。即ち、セリア砥粒はシリコン基板１０の周縁部に堆積された不要膜（ＳｉＯ₂膜、ＳｉＮ膜）の研磨除去に極めて有効である。

このように、セリア砥粒を固着した第１の研磨テープ２３ａを用いることにより、従来技術のダイヤモンド砥粒＃４０００とダイヤモンド砥粒＃１００００の組合せに対して、研磨後の表面粗さは十分に低減されるものの、研磨時間が長くなる。そこで、上記結果から研磨時間の短縮を目的に、セリア砥粒（＃１００００）を固着した研磨テープ２３ａとダイヤモンド砥粒（＃１００００）を固着した研磨テープ２３ｂを組み合わせた実施形態を説明する。

最初に、セリア砥粒を固着した研磨テープ２３ａで積層絶縁膜の研磨除去を開始し、下地のＳｉの一部が露出するまで研磨を継続した。次いで、セリア砥粒よりもシリコン基板に対する研磨能力の高いダイヤモンド砥粒を固着した研磨テープ２３ｂによる研磨に変更した。これにより、トータルの研磨時間は、セリア砥粒のみの場合の約１／２に改善した。即ち、従来技術のダイヤモンド砥粒＃４０００とダイヤモンド砥粒＃１００００の組合せと同じ時間となった。そして、このときの研磨後の表面粗さは、従来技術のダイヤモンド砥粒＃４０００とダイヤモンド砥粒＃１００００の組合せに対して約１／３に低減された。

なお、セリア砥粒の研磨テープ２３ａでの研磨ステップとダイヤモンド砥粒の研磨テープ２３ｂでの研磨ステップを分ける場合、研磨対象基板を保持・回転するモータの回転負荷の変化を利用して研磨ステップを切り替えると効率的である。

また、研磨テープ２３ａによる研磨の終了後に研磨テープ２３ｂによる研磨を行うことに代えて、研磨テープ２３ａによる研磨と研磨テープ２３ｂによる研磨とを交互に繰り返すことによっても、上記とほぼ同様の効果が得られた。

また、図４に示すように、被処理基板２０の周縁部の２箇所にセリア砥粒を固着した研磨テープ２３ａと、ダイヤモンド砥粒を固着した研磨テープ２３ｂを同時に接触させ、セリア砥粒とダイヤモンド砥粒による研磨を並行して行った。この場合、研磨時間は、セリア砥粒のみの場合の約１／３に改善した。即ち、従来技術のダイヤモンド砥粒＃４０００とダイヤモンド砥粒＃１００００の組合せに対して、研磨時間が２／３に短縮され、研磨後の表面粗さは、約１／３に低減された。

これは、高硬度のＳｉＯ₂膜１１とＳｉＮ膜１２に対する研磨効率の高いセリア砥粒による研磨と、下地シリコン基板が一部露出した後は、ダイヤモンド砥粒によるシリコン研磨効率向上による相乗効果で、積層絶縁膜の除去効率が向上したことを示している。

このように本実施形態によれば、シリコン基板１０の表面にＳｉＯ₂膜１１及びＳｉＮ膜１２などの高硬度膜を含む不要膜が形成された被処理基板に対し、セリア砥粒を固着した研磨テープ２３ａとダイヤモンド砥粒を固着した研磨テープ２３ｂを用いて研磨することにより、不要膜を高効率で除去することができ、しかも研磨面精度を向上させることができる。従って、生産性の向上と欠陥低減による歩留まりの向上が可能となる。

なお、ＳｉＯ₂膜１１とＳｉＮ膜１２の積層膜の代わりに、シリコン基板１０上に厚さ２００ｎｍのＳｉＯ₂膜をＣＶＤ法により成膜し、このときの基板周縁部の膜除去に前記図４に示した研磨装置を用いて本実施形態を適用した結果、従来のダイヤモンド＃４０００及び＃１００００の組合せに対して、セリア砥粒＃１００００とダイヤモンド砥粒＃１００００の組み合わせでは、研磨時間は約１／２に短縮され、表面粗さは１／３に改善された。

同様に、シリコン基板１０上に厚さ２００ｎｍのＳｉＮ膜をＣＶＤ法により成膜し、このときの基板周縁部の膜除去に前記図４に示した研磨装置を用いて本実施形態を適用した結果、従来のダイヤモンド＃４０００及び＃１００００の組合せに対して、セリア砥粒＃１００００とダイヤモンド砥粒＃１００００の組み合わせでは、研磨時間は約３／４に短縮され、表面粗さは１／３に改善された。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係わる基板処理工程を示す断面図であり、（ａ）はトレンチを形成した状態、（ｂ）は被処理基板の研磨前の状態、（ｃ）は被処理基板の研磨後の状態を示している。図中の１０はシリコン基板、１１はＳｉＯ₂膜、１２はＳｉＮ膜、１３はシリコンの針状突起である。

図５（ａ）に示すように、シリコン基板１０の表面に、ＬＰ−ＣＶＤ法でＳｉＮ膜１２及びＳｉＯ₂膜１１を順に堆積し、これらをパターニングしてＳｉＮ膜１２及びＳｉＯ₂膜１１の積層膜からなるハードマスクを形成する。続いて、このハードマスクを用いて、シリコン基板１０をＲＩＥ法によりエッチングし、トレンチを形成する。このとき、基板周縁部ではエッチングの乱れが生じマスクの残渣やＳｉの針状突起１３が形成される。その後、ウェットエッチングにより、ＳｉＯ₂膜１１を剥離する。

ＳｉＯ₂膜１１を剥離した状態が図５（ｂ）であり、シリコン基板１０の周縁部には、ＳｉＮ膜１２とシリコン針状突起１３が発生している。このようなトレンチ形成時に生じるＳｉＮ膜１２を含むシリコン針状突起１３の除去及び基板平坦化に、本実施形態の研磨方法を適用する。

本実施形態においても、セリア砥粒＃１００００を固着させた研磨テープ２３ａとダイヤモンド砥粒＃１００００を固着させた研磨テープ２３ｂを組合せた研磨方法を適用した。前記図４に示した研磨装置を用いて、所定の研磨条件で研磨を実施し、図５（ｃ）に示す被研磨基板の断面図のように仕上げた。

ここで、セリア砥粒の研磨テープ２３ａのみでＳｉＮ膜１２とシリコン針状突起１３の除去及び基板１０の平坦化を試みたところ、ＳｉＮ膜１２の除去は進むが、シリコン針状突起１３の除去及び基板平坦化の進行は遅く、従来技術のダイヤモンド砥粒＃４０００とダイヤモンド砥粒＃１００００の組合せに対して、研磨時間を２倍に長くしても、シリコン針状突起１３の除去は完了しなかった。

一方、セリア砥粒の研磨テープ２３ａとダイヤモンド砥粒の研磨テープ２３ｂを組み合わせた研磨方法を用いると、従来技術に対して、研磨時間は２／３に短縮され、従来技術で観察されたダイヤモンド砥粒＃４０００による研磨キズは無くなり、表面粗さは１／３に改善された。即ち、酸化シリコン系膜や窒化シリコン系の不要膜の除去と基板の平坦化が必要な場合は、セリア砥粒の研磨テープ２３ａとダイヤモンド砥粒の研磨テープ２３ｂの組合せは、より一層の効果を示すことになる。

このように本実施形態によれば、シリコン基板１０の表面にＳｉＮ膜１２やシリコン針状突起１３などが形成された被処理基板に対し、セリア砥粒を固着した研磨テープ２３ａとダイヤモンド砥粒を固着した研磨テープ２３ｂを用いて研磨することにより、基板周縁部の不要膜及び針状突起１３を高効率で除去することができ、しかも研磨面精度を向上させることができる。従って、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係わる基板処理工程を示す断面図である。

本実施形態は、金属膜（Ｎｉ，Ｃｏ等）のシリサイド形成時に生じる基板周縁部の金属汚染除去に適用した例である。

まず、図６（ａ）に示すように、シリコン基板１０上にＳｉＮ膜１２を堆積させた後に、ＳｉＮ膜１２上にレジスト膜（図示せず）を塗布し、このレジスト膜をマスクとしてフォトリソグラフィ技術によりシリコン基板１０上に開口部を形成する。

次いで、図６（ｂ）に示すように、例えばスパッタ法により金属（Ｃｏ）を堆積し、ＳｉＮ膜１２及び基板１０の露出部分に金属膜（Ｃｏ膜）６１を形成する。その後、熱処理を行うことにより、図６（ｃ）に示すように、開口部に露出した基板Ｓｉの表面のみを金属と反応させてシリサイド膜（ＣｏＳｉ膜）６２を形成する。未反応の金属膜６１は、エッチング等により除去する。この時、シリコン基板１０の周縁部へのレジスト膜の塗布が十分に行われないと、シリコン基板１０上に開口部を形成する際に周縁部に基板Ｓｉが露出することがある。周縁部に基板Ｓｉが露出した状態で金属膜を堆積して熱処理を行うと、周縁部に露出したＳｉと金属とが反応し、シリサイド膜等の金属膜とＳｉの反応物が形成され、シリコン基板１０の周縁部から金属汚染が発生する問題がある。

この金属汚染を防止するために、シリサイド膜等の反応物が形成された後に、周縁部の金属シリサイド膜６２及びＳｉＮ膜１２を除去することが望まれる。ここで、基板周縁部のＳｉＮ膜１２を除去するのは、図６（ｃ）からも分かるように、基板周縁部の金属シリサイド膜６２の研磨に際して周辺のＳｉＮ膜１２が邪魔になるためである。即ち、金属シリサイド膜６２の周辺にＳｉＮ膜１２が残っていると、メカニカル効果を利用した金属シリサイド膜６２の研磨が捗らないためである。

基板周縁部に生じた金属汚染除去に本実施形態を適用した結果を説明する。先の実施形態で説明したセリア砥粒を固着した研磨テープ２３ａと仕上げ用ダイヤモンド砥粒を固着した研磨テープ２３ｂを組合せた研磨方法を適用した。

前記図４に示す研磨装置を用いて、被処理基板２０をステージに吸着させ、所定の速度でステージを回転させながら、研磨テープ２３（２３ａ，２３ｂ）を所定の速度で送りながら、基板周縁部に所定の圧力で加圧して研磨を実施し、図６（ｄ）に示す基板断面図のように仕上げた。このとき、研磨テープ２３ｂによるメカニカル効果を利用した研磨に加え、研磨テープ２３ａによるケミカル効果を利用した研磨を並行して行うため、除去すべき金属シリサイド膜の周辺のＳｉＮ膜を効率良く研磨することができ、金属シリサイド膜の研磨除去を確実に行うことができる。

従来技術のダイヤモンドの粗砥粒（＃４０００）と仕上げ用砥粒（＃１００００）の組合せに対して、同一研磨条件で研磨した場合、研磨時間は２／３に短縮され、従来技術で観察された粗砥粒のダイヤモンドによる研磨キズは無くなり、表面粗さは１／３に改善した。ここで、表面粗さが改善したのは、ダイヤモンドは仕上げ用砥粒のみを用い、粗砥粒を用いなかったからである。さらに、ダイヤモンドの粗砥粒を用いないにも拘わらず研磨時間が短縮されたのは、セリア砥粒を固着した研磨テープ２３ａを用いることにより、基板周縁部の金属シリサイド膜の周辺のＳｉＮ膜をケミカル効果により効率良く除去できたためである。

本実施形態では、マスク材として窒化膜（Ｓｉ窒化膜系）を用いた例を示したが、酸化膜（Ｓｉ酸化膜系）を用いても構わない。また、シリサイド形成後に酸化膜や窒化膜を形成して一時的に他プロセスへの金属汚染を抑制した後に、シリサイド膜と共に酸化膜や窒化膜を除去しても、研磨時間の短縮と表面粗さの改善の効果は得られる。

（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、基板周縁部の不要膜としてＳｉＯ₂及びＳｉＮを示したが、必ずしもこれらに限るものではなく、例えばＳｉＯＣ，ＳｉＣＮに対しても適用できる。つまり、酸化シリコン系、窒化シリコン系の膜に適用可能である。

また、酸化シリコン系膜或いは窒化シリコン系膜に加えて、セリア砥粒の研磨テープで研磨除去困難な材料、例えば単結晶シリコン、アモルファスシリコン、ポリシリコン、これらシリコン膜へ不純物導入した膜、カーボン膜、金属膜（タングステン、銅、アルミニウム、ルテニウム、チタン、タンタル、ハフニウム、及びそれら材料を含む化合物）を上層、下層、或いは混在層として研磨除去する場合、メカニカルに研磨除去する能力を有するダイヤモンド等の砥粒を組み合わせることが有効である。

実施形態では、酸化シリコン系或いは窒化シリコン系の膜に対してケミカル効果を有する砥粒としてセリア粒子を用いたが、セリア粒子の代わりにシリカ粒子を用いることも可能である。さらに、ダイヤモンド粒子の変わりにＳｉＣ粒子を用いてもよい。

実施形態では、ケミカル効果を有する粒子を主成分とする砥粒を用いた研磨として研磨テープを用いた固定砥粒方式を説明したが、研磨面と被研磨面との接触面に研磨粒子を含む研磨剤を供給しながら研磨する遊離砥粒方式としても良い。さらに、ダイヤモンド砥粒を用いたメカニカル効果による研磨に際しても、固定砥粒方式に限らず、遊離砥粒方式を採用しても良い。

具体的には、図７に示すように、ステージ２１上に吸着された被処理基板２０の周縁部に研磨ヘッド７１に固定された不織布７２を接触させると共に、基板２０の周辺近傍にセリア粒子等を主成分とする砥粒を含む研磨液をノズル７３から供給し、不織布７２との接触部で基板周縁部を研磨するようにしても良い。この場合も、ダイヤモンド砥粒による研磨を併用することにより先の実施形態と同様の効果が得られることになる。ここで、ノズル７３から供給するのは、ケミカル効果を有する粒子を主成分とする砥粒を含む研磨液であり、基板Ｓｉと反応する薬液ではないため、基板表面がエッチングされる等の不都合を避けることができる。

また、実施形態では、半導体基板の端部において断面が曲率を有する部分であるベベル部を研磨する例で説明したが、基板の周辺の一部にアライメントの際のマーク或いはウェハ主面上の結晶方位の認識のために設けられたノッチ部の研磨に適用することも可能である。さらに、半導体基板は必ずしもＳｉに限るものではなく、他の半導体材料を用いることも可能である。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。

第１の実施形態に係わる基板処理工程を示す断面図。第１の実施形態に使用した固定砥粒方式の研磨装置を示す概略構成図。図２の研磨装置に使用した研磨テープの例を示す断面図。第１の実施形態に使用した固定砥粒方式の研磨装置の他の例を示す概略構成図。第２の実施形態に係わる基板処理工程を示す断面図。第３の実施形態に係わる基板処理工程を示す断面図。本発明の変形例に係わる遊離砥粒方式の研磨装置を示す概略構成図。

符号の説明

１０…シリコン基板
１１…ＳｉＯ₂膜
１２…ＳｉＮ膜
２０…被処理基板
２１…回転ステージ
２２…モータ
２３…研磨テープ
２３ａ…セリア砥粒を用いた研磨テープ
２３ｂ…ダイヤモンド砥粒を用いた研磨テープ
２４…研磨ヘッド
２５…純水供給ノズル
３１…ＰＥＴフィルム
３２…バインダー
３３…セリア砥粒
３４…ダイヤモンド砥粒
６１…金属膜（Ｃｏ）
６２…シリサイド（ＣｏＳｉ）
７１…研磨ヘッド
７２…不織布
７３…研磨液供給ノズル

Claims

シリコン基板の周縁部に酸化シリコン系或いは窒化シリコン系の膜が形成された被処理基板の周縁部に、酸化シリコン系或いは窒化シリコン系の膜に対してケミカル効果を有する粒子を主成分とする砥粒を固定した第１研磨面を接触させて、前記被処理基板を研磨する工程と、
前記研磨により前記シリコン基板の一部が露出した後に、前記被処理基板の周縁部に、メカニカル効果を主体とする砥粒を固定した第２研磨面を接触させて、前記被処理基板を研磨する工程と、
を含むことを特徴とする基板処理方法。
前記第１研磨面に固定された砥粒はセリアを主成分とし、前記第２研磨面に固定された砥粒はダイヤモンド又はＳｉＣを主成分としたことを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
シリコン基板の周縁部に酸化シリコン系或いは窒化シリコン系の膜が形成された被処理基板に対し、酸化シリコン系或いは窒化シリコン系の膜に対してケミカル効果を有する粒子を主成分とする砥粒を含む研磨液を用いて、又は該砥粒を固定した研磨面に接触させて、前記被処理基板の周縁部を研磨する工程と、
前記研磨により前記シリコン基板の一部が露出した後に、メカニカル効果を主体とする砥粒を含む研磨液を用いて、又は該砥粒を固定した研磨面に接触させて、前記被処理基板の周縁部を研磨する工程と、
を含むことを特徴とする基板処理方法。