專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法以及研磨裝置的制作方法
相關(guān)申請的交叉參考本申請基于且要求2001年11月26日提交的日本專利申請2001-359818，其內(nèi)容被包含于此以供參考。
在此，在本說明書中，例如如

圖17所示，把通過晶片90中心的斷面的主表面?zhèn)鹊囊欢诉吘壘€在晶片端上彎曲的部分稱為斜面部B，把從該斜面部B開始沿著基片主表面向晶片90內(nèi)側(cè)的寬度數(shù)mm程度的表面是大致平坦的部分稱為邊緣部E，把這些斜面部B和邊緣部E統(tǒng)一稱為端部邊緣部。
這樣加工引起的表面粗糙，例如是在把溝道電容器的溝道，特別是將深溝(デイ一プトレンチ)道形成在Si晶片90的表面上的RIE(反應(yīng)離子腐蝕，Reactive Ion Etching)步驟中引起的粗糙。
以下，簡單地說明該步驟。首先，如圖17所示，通過將被形成在Si晶片90上的硅氮化膜91和SiO2膜92的積層膜形成圖案，形成硬掩膜HM。
以下如圖18所示，把上述硬掩膜HM作為掩膜，用RIE法蝕刻Si晶片90形成深溝道93。這時，在Si晶片90的斜面部B以及邊緣部E上，一般地，會產(chǎn)生針狀突起94。這是因為在RIE時產(chǎn)生的副生成物附著在作為Si晶片90的露出表面的斜面部B以及邊緣部E上，作為蝕刻的掩膜起作用，Si晶片90的表面被蝕刻的緣故。
以往，在用于高精度地形成開口直徑是亞微米級(サブミクロンオ一グ一)，縱橫壁比是數(shù)十的非常高的深溝93的RIE加工條件下，在斜面部B以及邊緣部E上必然發(fā)生針狀突起94。
針狀突起94雖然在不同位置上是各式各樣的，但高度最大有近10μm，在Si晶片90的搬運時或者加工時破損，產(chǎn)生以Si為主體的微粒。這將導(dǎo)致微粒引起的成品率下降。因此，針狀突起94需要在制造步驟的過程中迅速除去。
針狀突起94的除去，以往，用CDE(化學(xué)干腐蝕，Chemica1 DryEtching)法進行。例如，如圖19所示，在Si晶片90的主表面，即器件表面全體上涂抹抗蝕劑95，其后，除去斜面部B以及邊緣部E的寬度數(shù)mm區(qū)域的抗蝕劑，使針狀突起94露出。
而后，通過用CDE法，各向同性地蝕刻未用抗蝕劑95覆蓋部分的Si晶片90，除去斜面部B以及邊緣部E的針狀突起94。圖20展示除去該針狀突起94的斜面部B以及邊緣部E的表面的狀態(tài)。其后，如圖21所示，剝離保護器件表面的抗蝕劑95。
這樣，在CDE法中，在針狀突起94的除去時，因為需要用抗蝕劑95保護已在晶片90主表面上形成有深溝93等的器件表面，所以需要抗蝕劑涂抹、抗蝕劑剝離這2個步驟。另外，由于各向同性的蝕刻，“針”雖然被消滅，但因為與最初“針”的高度差異對應(yīng)的凹凸96殘存(參照圖20、圖21)，所以完全除去表面粗糙是非常困難的。
在這種凹凸96中，在下一步驟以后進行的CMP等的加工時研磨粉末容易積存，產(chǎn)生問題。進而，在CDE法所需要的每1晶片的處理時間，通常超過5分鐘，還存在生產(chǎn)率下降，制造成本提高的問題。
可是，近年，在半導(dǎo)體裝置的領(lǐng)域，作為配線材料的Cu，或者作為下一代DRAM和FeRAM的電容器電極材料的Ru和Pt、作為電容器電介質(zhì)材料的TaO、PZT等，新材料不斷被引進。而且，在將要大量出產(chǎn)時，正是需要認(rèn)真考慮由這些新材料產(chǎn)生的污染問題的時候。
特別是在半導(dǎo)體制造步驟中除去附著在晶片的斜面部、邊緣部以及背面上成為污染源的新材料膜成為重要課題。例如，在把作為電容器電極使用的Ru膜形成在晶片上時，除去附著在斜面部、邊緣部以及背面上的Ru膜很重要。
作為這種Ru膜的成膜方法，目前一般使用的是CVD法。這種情況下，由裝置構(gòu)成產(chǎn)生的程度差異，對斜面部、邊緣部以及背面的Ru膜的附著不可避免。
另外，在濺鍍(スパツタ)法中即使使用邊緣切削環(huán)(エツジカツトリング)的情況下，完全消除對斜面部以及邊緣部的濺鍍粒子(Ru)轉(zhuǎn)入引起的Ru膜的附著也是困難的。特別是在為了不使被形成在晶片外周部分上的芯片的成品率降低，在要減小邊緣切削寬度的情況下，由Ru膜的附著引起的問題更大。
無論使用哪種成膜方法，在Ru成膜后的晶片的斜面部、邊緣部或者背面上附著Ru膜。附著在這種斜面部等上的Ru膜，因為成為下一步驟的污染的原因，所以必須在此前除去。
附著在斜面部等上的Ru膜的除去，以往，用濕蝕刻法進行。該濕蝕刻法，一般是向?qū)⒈趁嫦蛏?、水平轉(zhuǎn)動的Si晶片滴下藥液的方式。對于斜面部以及邊緣部，通過調(diào)整晶片的轉(zhuǎn)速等，調(diào)整藥液向器件一面的轉(zhuǎn)入量進行處理。
但是，在Ru膜的情況下，因為除去速率慢至10nm/min，所以每1晶片的除去時間通常長過5分鐘，存在生產(chǎn)率下降的問題。進而，除了Ru膜自身的除去之外，還需要除去擴散在基礎(chǔ)晶片上的Ru。但是在擴散Ru除去中，需要附加由可以蝕刻基礎(chǔ)晶片的另一種藥液進行的濕蝕刻。這將進一步降低生產(chǎn)率。另外，還存不損壞裝置的適宜的藥液不存在的問題。
另外，本發(fā)明的另一形態(tài)的研磨裝置，具備具有和基片接觸、研磨該基片的至少周邊部的研磨面的研磨體，和從上述周邊部向上述基片面內(nèi)方向相對基片面以不到90度撐開設(shè)置上述掩膜體的撐開設(shè)置部件。
圖1B是從橫方向看在圖1A的研磨裝置上設(shè)置有Si晶片的狀態(tài)的概略側(cè)面圖。
圖2A是放大展示用于研磨圖1A所示的Si晶片的凹口(ノツチ)部的研磨輪的側(cè)面圖。
圖2B是用于說明使用圖2A的研磨輪的Si晶片的凹口部的研磨的圖。
圖3是展示在本發(fā)明的另一個實施方式的粗研磨以及最后加工研磨中使用的研磨裝置的概略平面圖。
圖4是展示用本發(fā)明的實施方式的研磨裝置進行研磨的晶片的斜面部以及邊緣部的表面形狀的斷面圖。
圖5是展示實施方式1的研磨裝置的變形例的概略構(gòu)成的側(cè)面圖。
圖6A、6B、6C，是展示本發(fā)明的再另一個實施方式中的各個研磨薄片(フイルム)和晶片的相對的3個配置例子的圖。
圖7是展示在本發(fā)明的再另一個實施方式的研磨裝置中，利用長尺寸的彈性部件研磨晶片的斜面部以及邊緣部的方法的圖。
圖8是展示在本發(fā)明的再另一個實施方式的研磨裝置中，利用彈性部件把研磨薄片壓在斜面部以及邊緣部上研磨的另一方法的圖。
圖9是展示在本發(fā)明的再另一個實施方式的研磨裝置中，使分別設(shè)置的研磨薄片分別與Si晶片的端部邊緣部的主表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)冉佑|的構(gòu)成的圖。
圖10是概略展示本發(fā)明的再另一個實施方式的研磨裝置的構(gòu)成的平面圖。
圖11A是展示本發(fā)明的再另一個實施方式的研磨裝置的概略平面圖。
圖11B是從橫向看圖11A的實施方式的研磨裝置的概略側(cè)面圖。
圖12B是展示在本發(fā)明另一個半導(dǎo)體裝置的制造方法中，形成有Ru膜的處理后的Si晶片的表面構(gòu)造的斷面圖。
圖13A是展示本發(fā)明的再另一個實施方式的研磨裝置的概略平面圖。
圖13B是展示從橫向看圖13A的實施方式的研磨裝置的構(gòu)成的概略側(cè)面圖。
圖14是展示用圖13A、13B所示的研磨裝置研磨背面的Si晶片的表面形狀的斷面圖。
圖15A～15D是展示本發(fā)明一實施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的晶片的斜面部的各種形狀的圖。
圖16A～16F是展示為了與圖15A～15D所示的各種斜面部形狀對應(yīng)規(guī)定限制研磨薄片的接觸形狀的，本發(fā)明一實施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的各種卡具形狀的側(cè)面圖。
圖17是展示本發(fā)明一實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法中的，用于形成溝道電容器的深溝的處理后的晶片構(gòu)成的斷面圖。
圖18是展示接著圖17的處理后的晶片的表面狀態(tài)的斷面圖。
圖19是展示用于除去在圖18的處理中產(chǎn)生的針狀突起的以往方法的一例的斷面圖。
圖20是展示接著圖19的以往的針狀突起除去方法的斷面圖。
圖21是展示接著圖20的針狀突起除去后的晶片端部形狀的斷面圖。
本實施方式，是在把例如作為DRAM的構(gòu)成元件的溝道電容器的一部分的深溝，用RIE法形成在Si晶片表面上時，除去在Si晶片的斜面部以及邊緣部上發(fā)生的表面粗糙的研磨方法。
在本實施方式中成為研磨對象的晶片90，和以往一樣，具有經(jīng)由圖17以及圖18所示的步驟形成的針狀突起94。因而，以下，為了避免重復(fù)說明，研磨對象的說明參照圖17、圖18進行。
在本實施方式中，為了在圖17所示的晶片90的主表面上，即器件面上形成硬掩膜HM而使用的硅氮化膜91的厚度是200nm，SiO2膜92的厚度是900nm。另外，把使用該硬掩膜HM形成的圖18的深溝93的開口直徑設(shè)置為0.25μm，深度是7μm。
如果用圖17所示的硬掩膜HM通過RIE形成該深溝93，則如圖18所示，在包含Si晶片90的主表面?zhèn)鹊男泵娌緽和邊緣部的周邊部上形成針狀突起94。
以下，進入在圖18的RIE步驟中發(fā)生的針狀突起94的除去步驟。在本實施方式中，用圖1A、圖1B所示的研磨裝置進行針狀突起94的除去。圖1A是從正上方看把Si晶片90設(shè)置在掩膜裝置上的狀態(tài)的概略平面圖，圖1B是從正側(cè)方向看的概略側(cè)面圖。
在圖1A、圖1B中，Si晶片90，為了解決在研磨時發(fā)生在晶片90周圍的空間上產(chǎn)生的微粒，把用上述硬掩膜HM形成深溝93的器件面設(shè)置到下面，Si晶片90用多個保持滾輪，在此是4個保持滾輪1a、1b、1c、1d夾著，使得晶片90可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。滾輪1a～1d，雖然未圖示，但被保持在固定于規(guī)定的框架上的軸上可以自如轉(zhuǎn)動。
滾輪1a的轉(zhuǎn)動軸1ax與馬達(dá)M結(jié)合，在圖中的箭頭所示方向上被驅(qū)動轉(zhuǎn)動。在此，雖然在4個滾輪1a～1c內(nèi)只用1個馬達(dá)M驅(qū)動，但對其他的4個滾輪1b～1d中的1個至多個也可以用同一M或者其它馬達(dá)驅(qū)動。
設(shè)置使得作為研磨體的2個帶狀研磨薄片2a、2b的研磨面與Si晶片90的邊緣部接觸。這2條研磨薄片2a、2b各自沿著通過Si晶片90中心的線，在Si晶片90的邊緣部的前端向晶片90的中心折回。該研磨薄片2a、2b，具有在PET薄片上用氨脂類型(ウレタンタイプ)的粘接劑粘合固定磨粒形式，例如粒度是#10000的金剛石的研磨面結(jié)構(gòu)。
另一研磨薄片2a的一端，在送出滾輪2aR1上卷繞多圈，該送出滾輪被保持在Si晶片90的上方，即被保持在位于從背面一側(cè)的周邊部向面內(nèi)方向離開規(guī)定距離的位置上的未圖示的框架上，可以自如轉(zhuǎn)動。研磨薄片2a的另一端，被卷繞在卷取滾輪2aR2上，該卷取滾輪被保持在Si晶片90的下方，即被保持在位于從主面一側(cè)的周邊部向面內(nèi)方向離開規(guī)定距離的位置上的未圖示的框架上，可以自如轉(zhuǎn)動。
卷取滾輪2aR2，雖然未圖示，但被例如馬達(dá)等驅(qū)動轉(zhuǎn)動。因而，研磨薄片2a被付與向其面內(nèi)方向的張力，使其與Si晶片90的邊緣部接觸。另一研磨薄片2b也被付與同樣的張力那樣地構(gòu)成。
研磨薄片2a、2b，因為用具有彈性的PET薄片形成，所以如果在Si晶片90的端部邊緣部上折彎則其折彎部將變?yōu)橹本€形狀。另一方面，因為Si晶片90的端部邊緣部是圓弧形狀，所以研磨薄片2a、2b的折彎部內(nèi)面與晶片90的端部邊緣部接觸不密實。但是，如果把研磨薄片2a、2b的寬度設(shè)置為例如30mm，則例如在晶片90的直徑是約200mm的情況下，如果考慮到PET薄片的柔軟性，則不用擔(dān)心研磨薄片2a、2b其整個幅寬與晶片90的端部邊緣接觸。
進而，在研磨薄片2a與Si晶片90的周邊部的器件一面?zhèn)纫约氨趁嬉粋?cè)接觸的部分的外側(cè)，根據(jù)需要嵌入彈性蓋(カバ一)4a。該彈性蓋4a被形成為彎曲成V字型的形狀，其打開角度被預(yù)先形成為，和研磨薄片2a經(jīng)Si晶片90的周邊部、被撐開設(shè)置在送出滾輪2aR1和卷取滾輪2aR2之間的角度θ大致相同的角度。另外，彈性蓋4a、4b具有分別和研磨薄片2a、2b大致相同的寬度，其V字型的前端部分，如圖1A所示，被形成為和晶片90的周邊部前端以及斜面部B的曲面形狀相同的形狀。
因而，在向研磨薄片2a、2b付與張力的狀態(tài)下，如果把彈性蓋4a、4b嵌入外側(cè)，則研磨薄片2a、2b用彈性蓋4a、4b以和晶片90的周邊部的外形形狀正好一致的面積接觸。
進而，該彈性蓋4a，利用被固定在Si晶片90的周邊部下方上的未圖示的框架上的壓板5a，被配置成按壓在研磨薄片2a上。該按壓板5a由橡膠等的彈性物體形成，其上面的一端經(jīng)彈性蓋4a以及研磨蓋2a，被配置成被按壓在被形成于圖18所示的Si晶片90的斜面部B和邊緣部E上的針狀突起部94上。
如上所述，夾著Si晶片90的中心在和壓板5a對稱的位置上，同樣的研磨薄片2b經(jīng)Si晶片90的周邊部被撐開設(shè)置在送出滾輪2bR1和卷取滾輪2bR2之間，在其外側(cè)面上重疊設(shè)置彎曲成V字形狀的彈性蓋4b，利用壓板5b從下方按在Si晶片90的周邊部上。
進而，在Si晶片90的周邊部和研磨薄片2b的接觸部分的附近的，Si晶片90轉(zhuǎn)動的上游一側(cè)的上方，作為研磨液配置用于提供藥液或者純水的研磨液提供嘴3。被提供給Si晶片90上面的研磨液，靠在接觸部中的毛細(xì)現(xiàn)象和重力，轉(zhuǎn)入作為被形成在Si晶片90周邊部的下側(cè)面上的被研磨部的針狀突起部94。但是，其提供量，被調(diào)節(jié)為濕潤上述被研磨部的程度。進而，研磨液供給嘴3，雖然在此只配置在一方的研磨薄片2b一側(cè)，但也可以在其它研磨薄片2a一側(cè)同樣地配置。
另外，在Si晶片90下側(cè)的中央部上，呈放射狀配置多個氣體噴嘴6a。這些氣體噴嘴6a，是用于從被研磨部吹走在研磨時產(chǎn)生的微粒的，噴射空氣和氮氣等的清潔氣體的噴嘴，至少2個噴嘴直接配置成向著由研磨薄片2a、2b進行研磨的部分。清潔氣體從未圖示的氣體源經(jīng)由泵6b被引入腔(チヤンバ)6c內(nèi)，從此處以均勻的壓力提供給噴嘴6a。
進而，在旋轉(zhuǎn)的Si晶片90的周邊部附近，配置用于檢測為了定位而形成在Si晶片90的周邊部上的半圓形的凹部，即凹口N(參照圖2A、2B)的位置的凹口傳感器7，以及接收該凹口傳感器7的輸出用于研磨凹口N內(nèi)部的金剛石磨石輪8。
該金剛石磨石輪8例如如圖2A所示，具有在和被形成在Si晶片90周邊部上的凹口N的斷面形狀大致相同斷面形狀的圓形溝8b的內(nèi)面上，附著金剛石粉末形成研磨面的滑輪形狀，用未圖示的馬達(dá)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸8a轉(zhuǎn)動。
進而，雖然在圖1A中該金剛石磨石輪8被配置成從Si晶片90的周邊部離開的位置上，但在針狀突起部94的研磨結(jié)束后如果由凹口傳感器7檢測凹口N，則用未圖示的移動機構(gòu)使該金剛石磨石輪8移動到圖2B的位置，Si晶片90在停止于該位置的狀態(tài)下進行凹口N的研磨。
以下，詳細(xì)說明使用圖1A、1B所示的研磨裝置的半導(dǎo)體裝置的制造方法。如果如圖18所示把形成有針狀突起94的器件面朝下，把晶片90設(shè)置在圖1A、1B的圖示位置上，則馬達(dá)M驅(qū)動，Si晶片90通過滾輪1a在箭頭方向上例如以一定速度轉(zhuǎn)動。這時，從研磨液提供嘴3提供規(guī)定量的研磨液，從噴嘴6a向包含研磨部的Si晶片90的周邊部噴射清潔氣體。這樣，被形成在Si晶片90的斜面部B以及邊緣部E上的針狀突起94通過Si晶片90的轉(zhuǎn)動被濕式研磨。進而，在此，雖然展示了使用2個研磨薄片2a、2b的例子，但在實際中通過使用更多的研磨薄片，可以更快地進行充分的研磨。
在Si晶片90的轉(zhuǎn)動時，研磨薄片2a、2b，在用由彈性橡膠等構(gòu)成的彈性蓋4a、4b按壓在晶片90周邊部的器件一側(cè)、背面一側(cè)的同時，從下側(cè)用壓板5a、5b按壓在晶片90上。因此，在晶片90的圓周部的特別是形成有針狀突起94的部分上壓力集中，可以用研磨薄片2a、2b高效率地研磨針狀突起94。這時，研磨薄片2a、2b自身在被撐開設(shè)置在送出滾輪2aR1、2bR1和卷取滾輪2aR2、2bR2之間的同時，靠彈性蓋4a、4b的彈性以及壓板5a、5b的彈性，研磨薄片2a、2b的研磨面和針狀突起94以比較寬的面積摩擦接觸，不會產(chǎn)生研磨的偏移等。
隨著研磨的進行，因為研磨薄片2a、2b的研磨面引起磨面堵塞，所以驅(qū)動卷取滾輪2aR2、2bR2卷取規(guī)定長度的研磨薄片2a、2b，使得新的研磨面與Si晶片90接觸。
進而，如上所述，因為靠彈性蓋4a、4b的彈性以及壓板5a、5b的彈性，研磨薄片2a、2b的研磨面和針狀突起94以比較寬的面積摩擦接觸，所以對于研磨薄片2a、2b即使在送出滾輪2aR1、2bR1和卷取滾輪2aR2、2bR2之間付與特別強的張力，研磨薄片2a、2b，實際上也可以從Si晶片90的周邊部向上述晶片90的面內(nèi)方向撐開設(shè)置。
在本實施方式中的構(gòu)成是，靠彈性蓋4a、4b，研磨薄片2a、2b可以以其全部寬度與晶片90的圓周面接觸。因而，如果沒有該彈性蓋4a、4b，則研磨薄片2a、2b在其寬度相對晶片90的直徑尺寸大的情況下，只可以在中央部分上和晶片90接觸。例如即使Si晶片90的直徑是約200mm，和其周邊部前端上的研磨薄片2a、2b的接觸長度充其量才10mm左右，不能擴大接觸面積，研磨效率低。但是，因為研磨薄片2a、2b在向晶片90的面內(nèi)方向上被付與張力，所以和形成有針狀突起94的周邊面的接觸面積擴大。
進而，使用彈性蓋4a、4b，可以改善在研磨薄片2a、2b和晶片90的接觸面上的壓力差異，可以充分減小在接觸面上的研磨量的差異。我們知道在該接觸面上的研磨量的差異降低的效果，只靠把壓板5a、5b按壓在研磨薄片2a、2b上不能得到，要通過按壓具有彈性的部件得到。
為了在擴大作為對研磨有用的部分的研磨薄片2a、2b和Si晶片90的接觸面積加大研磨速度的同時，降低在接觸面上的壓力的差異使研磨量一致，已知根據(jù)需要使用被成型為與晶片90的周邊部分的外部形狀一致形狀的彈性蓋4a、4b。
進而，在本實施方式中，為了研磨包含Si晶片90的器件面的斜面部B以及邊緣部E的寬度數(shù)mm區(qū)域，從與晶片90周邊部分的被研磨面上的垂直方向按壓由彈性物體構(gòu)成的壓板5a、5b，調(diào)整使得研磨薄片2a、2b在邊緣部E區(qū)域上通過壓力換算以1kg/cm2接觸。對包含研磨薄片2a、2b的斜面部B以及邊緣部E的被研磨部的接觸強度，用彈性蓋4a、4b的彈性力調(diào)整。
另外，研磨薄片2a、2b對Si晶片90的周邊部的接觸范圍，因為可以用圖1B所示的角度θ(晶片90和研磨薄片2a、2b所成的角的2倍)改變，所以調(diào)整該角度使得與斜面部B的形狀不同的各種晶片端部邊緣部的形狀對應(yīng)地得到最佳的研磨結(jié)果。
例如，如果斜面部B的形狀有很大區(qū)別，有如圖15A所示晶片90的斜面部B全體是圓弧狀的整圓型，有如圖15B所示的用二個面和晶片90的表面交叉的棱角型，有圖15C所示的斜面部B的圓弧部和與晶片90的表面正交的面聯(lián)結(jié)的中間型，有圖15D所示的平面形狀的斜面部B和晶片90的側(cè)邊緣的前端部的圓弧聯(lián)結(jié)的中間型。
在此，對于在這些晶片90的端部邊緣部的斜面部B和晶片90的表面的邊界部上的，相對斜面部B的2條切線所成的角度α，需要圖1B所示的研磨薄片2a、2b的開角θ小。
在圖1B中，如果把作用在彈性蓋4a、4b上的張力設(shè)置為T，把彈性蓋4a、4b的寬度設(shè)置為W，把斜面部B的斷面的曲率半徑設(shè)置為ρ，則在研磨薄片2a、2b和Si晶片90的接觸面中的壓力的大小為T/ρ W。但是，研磨薄片2a、2b的厚度與曲率半徑ρ相比，設(shè)置成充分小。因而，在曲率半徑ρ對斜面部B的斷面全體在大致一定的圖15A的全圓型中，可知在接觸面上的壓力差異小。
另一方面，在斜面斷面上具有直線部分的圖15B的棱角型中，因為直線部分的曲率半徑大，所以在該直線部分中的研磨薄片被按壓在晶片90表面上的壓力變小，產(chǎn)生壓力的差異。該問題雖然有程度差別但在圖15C、15D的情況下是相同的。
為了改善這種壓力的差異，進一步設(shè)置成把與直線部分平行的剛體面從彈性蓋4a、4b的背面按壓在研磨薄片2a、2b上即可。
圖16A～16F展示在從上述的考察中準(zhǔn)備的本發(fā)明再另一個實施方式中使用的各種形狀的剛體。
圖16A是展示具有對應(yīng)具有圖15B所示形狀的斜面部B的晶片90準(zhǔn)備的階梯狀溝51A的剛體51。準(zhǔn)備在該剛體51上安裝有彈性薄片4的零件52安裝在研磨裝置上。
如圖16B所示，在該零件52上按壓Si晶片90的端部邊緣部，使其沿著溝51A的內(nèi)面按壓至變形，使得彈性薄片4和Si晶片90的端部邊緣部形狀相同。由于該彈性薄片4變形而產(chǎn)生應(yīng)力。在該狀態(tài)下如果把研磨薄片2插入彈性薄片4和晶片90的端部邊緣部之間，則研磨薄片2靠彈性薄片4的變形應(yīng)力，以均勻的壓力按壓在晶片90的斜面部B的直線部分上。
以下，敘述具體決定剛體51的溝51A的內(nèi)側(cè)面的形狀，使得其變形應(yīng)力變?yōu)樗Ｍ难心ヘ?fù)荷的方法。
首先，使彈性薄片4與剛體51的溝51A的內(nèi)側(cè)面的形狀一致(并不接觸)地彎曲到規(guī)定的角度。在該狀態(tài)下，如圖16C所示，決定溝51A的假想的內(nèi)側(cè)面VS，使得如沿著圖15B的斜面部B的直線部分那樣，成為沿著用虛線表示的直線延長的角度。
從用該假想的虛線所示的內(nèi)側(cè)面VS開始如圖16D所示在法線方向上向彈性薄片4一側(cè)只移動后述的距離d的用實線表示的面，是剛體51的溝51A的實際的內(nèi)側(cè)面。如果把彈性薄片4的厚度設(shè)置為D，把拉伸彈性模量率(ヤング率)設(shè)置為E，距離d，則滿足E·(d/D)＝研磨負(fù)荷這一關(guān)系。如果預(yù)先根據(jù)研磨薄片2的材質(zhì)等確定厚度D、拉伸彈性模量率E、需要的彈性薄片4的變形應(yīng)力(研磨負(fù)荷)，則如果把這些值代入該式子，則可以求距離d。
即使在如圖15C、15D所示那樣的斜面部B的形狀是中間型的情況下，也可以同樣地形成剛體51，使得與直線部分平行的剛體51的溝51A內(nèi)面，如圖16E、16F所示從彈性薄片4的背面按壓在晶片90的側(cè)邊緣部分上。
這樣，研磨薄片2對斜面部B的接觸強度，在圖15A的全圓型的情況下，可以用彈性薄片4的變形應(yīng)力T，另外，在圖15B的棱角型和圖15C、15D的中間型的情況下，可以用彈性薄片4的變形應(yīng)力T和距離d調(diào)節(jié)。
進而，和斜面部B不同，為了研磨器件面的邊緣部E的數(shù)mm區(qū)域，從垂直方向按壓圖1B的彈性體的壓板5a、5b的上面，調(diào)整使得研磨薄片2a、2b相對邊緣部E通過壓力換算以98066.5Pa(＝1Kg重/cm2)接觸。
另外，從放射狀氣體噴嘴6a吹到器件面上的清潔氣體，希望以5m/sec以上的流速從器件面的中央向周邊部并且以淺的角度入射。進而，放射狀氣體噴射嘴6a，不只設(shè)置在器件面一側(cè)，如果也設(shè)置在Si晶片90的背面一側(cè)，則更有效。
圖4展示如上所述研磨除去被形成在圖18的Si晶片90上的針狀突起94的狀態(tài)。從圖4可知，針狀突起94被完全除去，從斜面部B至邊緣部E可以得到?jīng)]有凹凸的平滑的研磨面。
Si晶片90的周邊部的針狀突起94雖然可以用圖1A、1B的研磨裝置除去，但被形成在圖2B所示形狀的凹口N的內(nèi)部側(cè)壁部上的蝕刻的粗糙不能除去。該凹口N部分的研磨用圖2A所示形狀的金剛石磨石輪8進行。
首先，用圖1A所示的凹口傳感器7檢測被形成在Si晶片90上的凹口N的位置，如果檢測出凹口N則使馬達(dá)M停止。這時，預(yù)先調(diào)整位置關(guān)系，使得在該凹口N正好到達(dá)金剛石磨石輪8的前方時馬達(dá)停止，Si晶片90停止。其后，使金剛石磨石輪8用未圖示的移動機構(gòu)移動到圖2B的位置與凹口N接合。該金剛石磨石輪8具有和凹口N的形狀一致的研磨溝8b，作為磨石的規(guī)格，例如如果使用粒度是#10000的磨石則研磨面變得極其平滑。
圖2B是從正上方看把金剛石磨石輪8壓在凹口N上的狀態(tài)的平面圖。在實際的研磨時，使金剛石磨石輪8的側(cè)面的研磨溝8b的側(cè)面與凹口N的斜面部一致，通過轉(zhuǎn)軸8a使金剛石磨石輪8在橫方向、上下方向上移動，研磨在與斜面部B、邊緣部E對應(yīng)的位置上的凹口N的內(nèi)部壁面的全部。
在參照圖1A、1B的研磨裝置的說明中，作為進行Si晶片90的周邊部研磨的研磨薄片2a、2b和最后完成粗糙度一致，使用研磨面的粒度是直至最后都不換的某一細(xì)度。但是，實際上，為了縮短研磨時間，采用同時使用許多研磨薄片，并且，最初使用具有粗粒度的研磨面的研磨薄片，最后換成具有細(xì)粒度的研磨面的研磨薄片的方法。
圖3展示這樣構(gòu)成的本發(fā)明的另一實施方式的研磨裝置。圖3所示的研磨裝置，展示在Si晶片90的周邊部上接觸具有粗粒度的研磨面的4個研磨薄片2a1、2a2、2a3、2a4，進行研磨的狀態(tài)。這些研磨薄片2a1～2a4和圖1A、1B的實施方式一樣，通過分別組合彈性蓋4a1～4a4被設(shè)置，和上述實施方式一樣，把規(guī)定的壓力付與研磨薄片2a1～2a4。
另一方面，最后用的細(xì)粒度的研磨薄片2b1、2b2、2b3、2b4，在和彈性蓋4b1～4b4組合的狀態(tài)下，也被設(shè)置在與Si晶片90不接觸的待機位置。
在該狀態(tài)下，和圖1B所示一樣，通過用未圖示的馬達(dá)在箭頭方向上驅(qū)動保持滾輪1a，Si晶片90在反時針方向上被轉(zhuǎn)動，用研磨薄片2a1～2a4研磨其周邊部。這時，雖然在圖3中未圖示，但和圖1A、1B的實施方式一樣，也可以從研磨液供給嘴向研磨部提供研磨液，進行濕式研磨。另外，和噴嘴6a一樣，也可以把未圖示的噴嘴設(shè)置在器件一面?zhèn)?，用清潔氣體吹走由于研磨產(chǎn)生的粉塵。
例如，用圖3的研磨裝置，在以下的條件下研磨被形成在圖18的斜面部B以及邊緣部E上的針狀突起94。
第1研磨薄片(2a1～2a4)把粒度#4000的金剛石用氨脂型粘接劑粘在PET薄片上(粗磨削用)。
第2研磨薄片(2b1～2b4)把粒度#10000的金剛石用氨脂型粘接劑粘在PET薄片上(最后磨削用)。
這些第1、第2研磨薄片分別使寬度3cm的研磨薄片沿著例如300mm直徑的晶片90的圓周，分別如圖3所示設(shè)置在4個位置上。
接觸力無論是第1研磨薄片(2a1～2a4)、第2研磨薄片(2b1～2b4)的哪個的情況下，都把用彈性蓋(4a1～4a4，4b1～4b4)付與的按壓力設(shè)定為1kg。
角度θ全部設(shè)定為30度。
Si晶片90的轉(zhuǎn)速100rpm從與噴嘴3對應(yīng)的未圖示的噴嘴提供的研磨液純水(雖然未圖示，但4個噴嘴接近研磨薄片2a1～2a4使用，對應(yīng)每1個噴嘴用10ml/min提供。)首先，如圖3所示，使粗磨削用的研磨薄片2a1～2a4沿著晶片90圓周在4處接觸，進行1分鐘的研磨。通過該研磨(粗研磨)針狀突起被除去。
以下，把粗磨削用的研磨薄片2a1～2a4切換為最后用的研磨薄片2b1～2b4，進行最后用的1分鐘的研磨。通過該最后研磨，殘存在Si晶片90的周邊部的表面上的粗研磨的損壞被完全除去，斜面部B、邊緣部E的表面成為平均粗糙度為3nm以下的鏡面。
以下，使用和圖1A所示一樣的金剛石磨石輪進行晶片凹口N的研磨。通過使金剛石磨石輪以1000rpm轉(zhuǎn)動研磨30秒鐘，在凹口N中的針狀突起被完全除去。
此后，在其它處理單元中，把斜面部B以及邊緣部E作為主體一邊在Si晶片90上用PVA海面等擦拭，一邊用純水或者表面活性劑水溶液洗凈，通過沖洗、干燥，斜面部B以及邊緣部E的針狀突起的研磨步驟結(jié)束。
這樣，作為研磨薄片通過使用在柔軟的帶狀基材上，例如在PET薄片上用氨脂類型粘接劑粘接金剛石粉末的固定磨粒方式的薄片，不需要在以往的CDE法中是不可缺少的，采用抗蝕劑的器件面的保護。其結(jié)果，省略了保護用的抗蝕劑涂抹、針狀突起除去后的抗蝕劑剝離這兩個步驟。
另外，如果采用使用本發(fā)明的實施方式的研磨裝置的研磨法，則如圖4所示在斜面部B以及邊緣部E中的針狀突起部94除去后的研磨面變?yōu)槠交妗Ｒ蚨?，在圖20、圖21所示的以往CDE法中容易滯留粉塵的問題得到了解決，即，在針狀突起除去后殘存的與最初的“針”高度差異對應(yīng)的凹凸96上，在以后步驟中進行的CMP等的加工時容易滯留粉塵的問題得到了解決。
另外，如圖1A、1B所示，如果用把具有從噴嘴6a噴射清潔氣體的構(gòu)成的清洗部作為單元裝入的本實施方式的研磨裝置除去針狀突起部94，則如上所述可以把每1晶片的處理時間設(shè)置為3分鐘。因而，與以往的CDE法的5分鐘以上相比，處理時間縮短，生產(chǎn)率提高。
進而，如果采用本發(fā)明的實施方式，把圖1B所示的研磨裝置作為1個單元，可以構(gòu)成多個(n)單元的研磨裝置。例如，如圖5所示，和圖1A一樣，其構(gòu)成是，作為保持滾輪1a、1b、…的轉(zhuǎn)軸使用長的轉(zhuǎn)軸AX1、AX2、…，在該轉(zhuǎn)軸AX1、AX2、…上固定保持滾輪1a、1b保持第1晶片90-1，與此同時，用保持滾輪1a(n-1)、1b(n-1)、1an、1bn分別保持第(n-1)晶片90(n-1)、第n的晶片90n。
例如，如果在轉(zhuǎn)軸1AX的一端上聯(lián)結(jié)馬達(dá)M，則通過驅(qū)動該1臺馬達(dá)M，可以同時使被設(shè)置在全部單元上的晶片90-1～90n轉(zhuǎn)動。由此可以進一步提高生產(chǎn)率。
在圖5的研磨裝置中，可以進一步在全部的單元中共用研磨薄片2a-1、2b-1。即，在最上部的單元上設(shè)置送出滾輪2aR1、2bR1，在最下部的單元上設(shè)置卷取滾輪2aR2、2bR2，在此之間撐開設(shè)置長尺寸的研磨薄片2a-1、2b-1。因而，在中間的單元中，這些研磨薄片分別用引導(dǎo)滾輪GR在付與了張力的狀態(tài)下引導(dǎo)。
即，晶片90-1，被用研磨薄片2a-1、2b-1和彈性蓋4a-1、4b-1，以及壓板5a-1、5b-1研磨。同樣，晶片90(n-1)，被用研磨薄片2a-1、2b-1和彈性蓋4a(n-1)、4b(n-1)，以及壓板5a(n-1)、5b(n-1)研磨。另外，晶片90n，被用研磨薄片2a-1、2b-1和彈性蓋4an、4bn，以及壓板5an、5bn研磨。
進而，因為以上所述的各研磨裝置的構(gòu)成簡單，所以裝置單體的價格便宜。另外，使用原料也只有純水或者微量的藥液，所以可以大幅度降低運行成本。如果這樣采用各實施方式，則具有可以削減成本的大優(yōu)點。
進而，在本發(fā)明的各實施方式的研磨裝置中，可以安裝在研磨中監(jiān)視研磨的狀態(tài)，把結(jié)果反饋到研磨動作中的In-situ(現(xiàn)場)型的監(jiān)視機構(gòu)。
作為監(jiān)視機構(gòu)，雖然未圖示，但可以列舉使用具有以下構(gòu)成的公知的光學(xué)性方法的機構(gòu)，包括，光源，向圖18所示的晶片90的針狀突起94照射光；光檢測器，檢測該光的散射光；判定部，根據(jù)檢測結(jié)果判定研磨的終點。
因為研磨初期斜面部B、邊緣部E面粗糙，所以照射在晶片90上的光亂反射，反射強度弱。但是，隨著研磨的進行，研磨面逐漸變?yōu)殓R面反射，反射強度增強。判斷部，比較用光檢測器檢測出的光的強度(反射強度)和預(yù)先確定的某一水平(閾值)，把反射強度變?yōu)樵陂撝狄陨系臅r刻判定為研磨終點。
各實施方式的研磨裝置的構(gòu)成，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍中，可以變化。特別考慮了研磨薄片與晶片圓周接觸的方法與晶片圓周的端部邊緣部的形狀一致的各種變形。
在以上的各實施方式中，如圖6A所示，研磨薄片2，其長方向在送出滾輪2aR1和卷取滾輪2aR2之間，被配置成與晶片的斜面部B正交。在該配置的情況下，研磨薄片2在箭頭所示的晶片的斜面部B的旋轉(zhuǎn)方向上拉拽，有扭轉(zhuǎn)的可能性。另外，因為研磨薄片2的卷取的轉(zhuǎn)軸2aR2和晶片轉(zhuǎn)軸正交，所以研磨薄片2的卷取驅(qū)動部相對晶片旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，難以緊湊地收容。
為了改善這些問題，還有把研磨薄片2的長方向配置成與晶片的斜面而B平行的方法(圖6B)。但是，在這種配置的情況下，研磨薄片2用于研磨的有效面積變得極小，在使用高價格的研磨薄片時，是不經(jīng)濟的。
因而，如圖6C所示，考慮了研磨薄片2的長方向相對晶片的斜面B傾斜的方法。如果采用這種方法，則研磨面2難以扭轉(zhuǎn)，并且可以擴大在研磨中使用的有效面積。
對于利用彈性部件的研磨薄片2向斜面部B以及邊緣部E施加的負(fù)荷，也考慮了其它的方法。例如，如圖7所示，還有使研磨薄片2a、2b和被拉拽的彈性蓋4a1、4b1重合，把兩者同時卷取在卷取滾輪2aR2、2bR2上的構(gòu)造。在此，研磨薄片2a、2b的薄片的材質(zhì)可以是如彈性橡膠那樣的彈性體。
另外，代替使用彈性蓋4的構(gòu)造，如圖8所示，還可以把具有彈性的緩沖器(クツシヨン)9墊在研磨薄片2上的結(jié)構(gòu)。緩沖器9，就是在由薄的彈性體膜組成的袋中灌滿空氣等的氣體或者水等的流體密封而成，根據(jù)帕斯卡原理，可以期望與晶片90的斜面形狀無關(guān)地施加均等壓力的效果。
另外，不只是用以上各實施方式那樣的一個研磨薄片與晶片的器件面以及背面這兩面的斜面接觸的構(gòu)造，例如如圖9所示也可以是單面接觸的結(jié)構(gòu)。該構(gòu)成可以確實地使研磨薄片貼著斜面的曲面。
圖9的構(gòu)成，在圖18B的構(gòu)成中，使研磨薄片2a的卷取滾輪2aR2從晶片90的端部邊緣部開始以相對晶片90的表面約90度的角度向下方下垂的位置上移動。在另一研磨薄片2b中，相反地使研磨薄片2b的送出滾輪2bR2的位置，從晶片90的端部邊緣部開始以相對晶片90的表面約90度的角度向上方抬起的位置上移動。彈性蓋4a、4b也和該研磨薄片2a、2b的折彎角度一致地調(diào)整。這種情況下，其構(gòu)成是只有彈性蓋4b被用壓板5b壓上。
如果采用這種構(gòu)成，則被形成在晶片90的器件面的斜面上的針狀突起可以有效地用研磨薄片2b、彈性蓋4b、彈性壓板5b研磨，晶片90的背面的斜面用另一邊研磨薄片2a和彈性蓋4a同時研磨。
進而，在這樣的兩個斜面上分別使研磨薄片單面接觸的構(gòu)成中，研磨薄片2a、2b以及彈性蓋4a、4b的彎曲角度在90度以上，因為從直線開始的彎曲角度減小，所以也可以使用難以彎曲的厚的研磨薄片。進而，例如作為研磨薄片也可以使用薄膜形的磨石。
另外，雖然用滾輪1a～1d保持晶片90并使其轉(zhuǎn)動，但也可以用真空吸附吸盤保持晶片的背面來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
另外，研磨的處理條件也可以適宜地改變。研磨薄片的形態(tài)、磨粒的種類，也沒有限定。例如，在磨粒中相對BaCO3等的硅也可以使用具有機械-化學(xué)作用的材料。
另外，作為使用圖1A的噴嘴3的濕式研磨的供給液體，除了純水以外，濕蝕刻硅的藥液，例如KOH水溶液、堿性離子(アルカリイオン)水等也可以使用。另外，表面活性劑水溶液也可以使用。通過使用這些藥液，研磨薄片的磨粒的材質(zhì)和尺寸不同，可以期待研磨速度或者表面平坦度這些研磨特性提高的效果。
另外，以研磨屑排除為目的，雖然可以使用在圖1A中從噴嘴6a向器件面上吹氣體的方式，但也可以使純水等的液體在器件面上流動。
圖10，是展示本發(fā)明的再另一個實施方式的研磨裝置的概略圖。該圖是從正上方看設(shè)置了晶片90的狀態(tài)的概略圖。進而，在和圖1A、1B對應(yīng)的部分上標(biāo)注了相同符號，并省略詳細(xì)說明。
本研磨裝置和圖1A、1B的實施方式1的不同之處在于，代替研磨薄片使用紐帶狀的研磨體，即，研磨帶20。研磨帶20，是在由PET、聚酯等的高分子樹脂形成的卷的表面上，用粘接劑粘接金剛石等的磨粒。通過盡可能配置成使多根研磨帶20沿著晶片90的圓周接觸，有效地謀求提高研磨速率。
在這種方式中，因為研磨帶20的寬度小，并因為考慮到和晶片90的周邊部的接觸部是大致平面，所以具有不需要彈性蓋等的優(yōu)點，該彈性蓋用于使研磨薄片方式中根據(jù)需要設(shè)置的接觸部貼著晶片圓周。特別是把研磨帶20的斷面設(shè)置為長方形，使長邊一側(cè)與晶片圓周面接觸的做法，因為接觸距離增加，所以從防止研磨帶20的扭轉(zhuǎn)以及研磨速率提高的觀點看是好的。
圖11是展示本發(fā)明的再另一個實施方式的研磨裝置的概略圖。圖11A是從正上方看設(shè)置了晶片90的狀態(tài)的概略圖，圖11B是從正側(cè)面看的概略圖。進而，在和圖1A、1B對應(yīng)的部分上付與同一符號，并省略詳細(xì)的說明。
本研磨裝置和實施方式1的不同之處在于，不是濕式研磨而進行干式研磨。在干式研磨中，一般地，研磨屑等的微粒容易靜電附著在晶片90上。特別是這些微粒飛散，有污染器件面的危險。
因而，在本實施方式中，以排除在研磨時產(chǎn)生的研磨屑為目的，設(shè)置勁吹空氣或者氮氣等氣體的氣體噴嘴30。具體地說，對于向器件面一側(cè)飛散的微粒，在晶片90的下方設(shè)置放射狀氣體噴嘴30。這和圖1A、1B的噴嘴6a一樣。
放射狀氣體噴嘴30，向器件面勁吹流速5m/sec以上的氣流，使得從器件面的中心開始以放射線狀，相對器件面以淺的角度入射。由此，可以有效地排除研磨屑。進而，放射狀氣體噴嘴30，不只在器件面一側(cè)，如果也設(shè)置在晶片背面一側(cè)會更有效。
進而，在研磨之后，靜電附著在斜面上的微粒，由從切線方向氣體噴嘴31吹出的氣流排除。具體地說，對于在研磨薄片2a、2b上擦拭之后的晶片90的外周面，沿著晶片90的外周切線向晶片轉(zhuǎn)動方向勁吹流速10m/sec以上的氣體。
如果使用干式研磨，則不使用從圖1A的研磨液提供嘴3提供的例如純水，因而可以節(jié)約，不需要隨之而來的費液處理。另外，當(dāng)積極地利用機械-化學(xué)作用這一固相反應(yīng)的研磨的情況下，一般都知道干式研磨與濕式研磨相比研磨速率快。因而，在相對硅把具有機械-化學(xué)作用的BaCO3等的磨粒使用在研磨薄片2a、2b上時，本實施方式的干式研磨成為有效的方法。
在以下敘述的實施方式中，說明在器件面上用CVD法形成作為疊層電容器(スタツクキヤパシタ)的電容器電極(下部電極)使用的Ru膜時，用研磨法除去附著在晶片的斜面部、邊緣部以及背面上，成為污染源的Ru膜。進而，即使把該Ru膜作為插頭(プラグ)或者配線形成的情況下也產(chǎn)生同樣的問題是很明顯的。
如圖12所示，在形成有硅氮化膜97的晶片90上，作為下部電容器電極使用的Ru膜98在用分批(バツチ)式的CVD法只形成30nm的膜的情況下，Ru膜98不只在器件面上，也可以在晶片的斜面部、邊緣部以及背面上形成30nm左右的膜。使用這種Ru膜98的電容器，例如是環(huán)溝式(內(nèi)堀)的立體電容器。該立體電容器，例如在DRAM或者FeRAM中使用的電容器。
附著在斜面部B、邊緣部E以及背面的Ru膜98，因引起下一步驟的裝置污染，所以需要除去。用在實施方式1中說明的圖1A、1B的研磨裝置進行斜面部B以及邊緣部E的Ru膜98的除去。研磨條件如下。
研磨薄片(2a、2b)把粒度#10000的金剛石用氨脂類型粘接劑粘接在PET薄片上。但是，配置成寬度3cm的研磨薄片沿著20.32cm(8英寸)的晶片90的圓周在8處接觸。
接觸力把彈性蓋(4a、4b)產(chǎn)生的按壓力設(shè)定在1kg重角度θ30度轉(zhuǎn)速30rpm研磨液純水(每個嘴以10ml/min提供)可以通過1分鐘的研磨，完全除去附著在斜面部B以及邊緣部E上的Ru膜98。
以下，和實施方式1一樣，用金剛石磨石輪除去附著在晶片凹槽(未圖示)的斜面部以及邊緣部上的Ru膜98。通過使相同的輪以1000rpm轉(zhuǎn)動研磨30秒鐘，可以完全除去上述部分的Ru膜98。
另外，附著在晶片90的背面上的Ru膜98，用圖13A、13B所示的研磨裝置除去。圖13A是從正上方看設(shè)置了晶片90狀態(tài)的概略圖，圖13B是從正側(cè)面看的概略圖。
Si晶片90，被設(shè)置成器件面向下，用滾輪41a～41d夾著，可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。而且，從做成噴淋嘴形態(tài)的研磨液提供嘴42，向晶片背面滴下純水。在彈性體上卷繞研磨薄片的研磨薄片滾輪43，一邊在Si晶片90的背面上轉(zhuǎn)動一邊接觸，晶片背面被濕式研磨。
研磨薄片滾輪43，是在圓柱形的彈性橡膠、發(fā)泡氨脂等上粘接研磨薄片卷繞的滾輪，尺寸，作為20.32cm(8英寸)晶片用，是直徑30mm，長度210mm。
另外，由PVA海面構(gòu)成的滾輪44，通過從清洗液提供嘴45提供的洗凈液，可以一邊在Si晶片的器件面上轉(zhuǎn)動一邊接觸。滾輪44的作用，是支撐研磨薄片滾輪43的負(fù)荷。
在這種研磨裝置中，在以下的條件下進行研磨。
滾輪43上的研磨薄片使用將粒度#10000的金剛石用氨脂類型粘接劑粘接在PET薄片上的研磨薄片。
研磨薄片滾輪43按壓力設(shè)定在1kg重。
研磨薄片滾輪轉(zhuǎn)速100rpm晶片轉(zhuǎn)速100rpm研磨液純水(以200ml/min提供)
清洗液純水(以1000ml/min提供)通過2分鐘的研磨，背面的Ru膜98也被完全除去(圖14)。
其后，在其它單元中，也包含斜面B，在晶片90整體上一邊用PVA海面等擦拭，一邊用純水或者表面活性劑水溶液洗凈，通過沖洗、干燥，斜面部、邊緣部以及背面的Ru膜的研磨除去結(jié)束。
在除去Ru膜98后露出的基礎(chǔ)硅氮化膜97上，采用ICP分析確認(rèn)Ru污染已被清潔至1010atoms/cm2以下。
在以往的濕式蝕刻法中，例如，當(dāng)在藥液中使用硝酸二銨鈰20％水溶液的情況下，因為把Ru污染設(shè)置在不足1011atoms/cm2所以需要花5分鐘以上蝕刻，為了把Ru污染設(shè)置成不足1010atoms/cm2，需要進一步用稀氟酸等的其它藥液蝕刻基底硅氮化膜972分鐘。因而，在以往的方法中，為了除去斜面部B、邊緣部E以及背面的Ru膜，每1枚需要7分鐘以上的時間。
另一方面，在采用本實施方式的研磨的除去方法中，即使分成斜面部+邊緣部和背面分開進行的情況下，也只需要3.5分鐘。
進而，斜面部+邊緣部用裝置(圖1A、1B)和背面用裝置(13A，13B)，也可以用相互不干涉的形式一體化。在一體化的情況下，可以同時進行斜面部+邊緣部和背面的Ru膜研磨除去。由此，處理時間可以進一步縮短至2.5分鐘。因而，可以大幅度提高生產(chǎn)率。
另外，因為實施本實施方式的研磨法的研磨裝置結(jié)構(gòu)簡單，所以裝置單體的價格便宜，另外，因為使用原料也只是純水和微量的藥液，所以可以大幅度削減運行成本。
在本研磨裝置中，可以安裝在研磨中監(jiān)視研磨狀態(tài)，把結(jié)果反饋到研磨動作中的In-situ監(jiān)視機構(gòu)。作為監(jiān)視機構(gòu)，例如測定隨著Ru膜的膜厚度變化的電阻變化的機構(gòu)是適宜的。
同樣機構(gòu)，由例如即使擦拭旋轉(zhuǎn)的晶片也不會損傷晶片的由導(dǎo)電性樹脂等構(gòu)成的端子(2個)，和用于在端子間施加電壓的電壓源，和測定(監(jiān)視)流過端子間的電流，即流過Ru膜中的電流的電流測定裝置構(gòu)成。
隨著研磨進行，因為Ru膜的膜厚度變薄電阻上升，所以電流值減小。而后，在Ru膜完全被除去、基礎(chǔ)硅氮化膜等的絕緣膜露出的階段，電流值變?yōu)榱恪Ｔ谠摃r間中，還加上削除擴散到硅基礎(chǔ)的Ru成分的時間確定研磨終點。
把端子形狀或者端子位置分別設(shè)定，相對斜面部的Ru膜的研磨監(jiān)視，使得端子與斜面部接觸，相對背面的Ru膜的研磨監(jiān)視，使得端子與背面接觸。因為與運動的面接觸，所以希望用彈簧等壓著端子或者把端子自身設(shè)置成彈性體，使得不脫離接觸。
施加的電壓，如果考慮對晶片上的器件的影響，則最好盡可能小，mV以下級的電壓是理想的。另外，不是直流，而是交流或者高頻一方，具有電流波形的放大幅度、平滑化等的處理容易的優(yōu)點。
本本實施方式的研磨裝置的構(gòu)成，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍中，可以改變。研磨的處理條件，也可以適當(dāng)改變。研磨薄片的形態(tài)、磨粒的種類也沒有限定。
另外，作為濕式研磨的提供液體，除了純水外，還可以使用濕蝕刻Ru膜的藥液，例如硝酸二銨鈰水溶液、過硫酸銨水溶液等的氧化劑。通過使用這些藥液，可以期待研磨速度提高的效果。
采用研磨法的污染膜除去的特點，是增加磨粒的機械性除去作用。因而，對于化學(xué)性穩(wěn)定的膜的除去也有效，另外，擴散到基礎(chǔ)上的上述化學(xué)性穩(wěn)定的膜的成分，也可以通過削除基礎(chǔ)的一部分來除去。根據(jù)這樣的理由，用本研磨法可以除去的污染膜，并不限于Ru膜，還可以擴展到Cu膜、PZT膜、BST膜等，今后被引入半導(dǎo)體裝置的制造的新材料膜。
另外，在本實施方式中，作為元件的一部分雖然列舉了疊層電容器的下部電極，但也可以是插頭或者配線，或者這三個中的兩以上。
進而，本發(fā)明并不限定于上述實施方式。例如，在上述實施方式中，作為基片說明了使用Si晶片的情況，但也可以使用SOI晶片。進而，還可以使用SiGe等其它半導(dǎo)體晶片，或者器件面用SiGe形成的Si晶片。
如上所述如果采用本發(fā)明的實施方式，則在半導(dǎo)體裝置的制造中，可以實現(xiàn)有效地除去被形成在基片的周邊部、背面上的，或者被附著的不需要物的半導(dǎo)體裝置的制造方法以及研磨裝置。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員還會想道其它的優(yōu)點和變化。因此本發(fā)明在其更寬的方面不限于在此示出和描述的特定的細(xì)節(jié)和代表實施例。在不脫離所附權(quán)利要求及其等同物定義的本發(fā)明概念的精神和范圍的情況下可以做出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括在基片的表面上形成元件的一部分，利用研磨體研磨上述基片的至少周邊部分，該研磨體從上述基片的周邊部分向上述基片面內(nèi)方向撐開設(shè)置、使得研磨面摩擦接觸到上述周邊部分的被研磨表面。
2.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在上述研磨的前一步驟中通過干蝕刻處理形成上述元件的一部分。
3.權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，研磨上述基片的至少周邊部分的步驟，是在通過干蝕刻處理形成上述元件的一部分的步驟時，除去產(chǎn)生在上述基片的周邊部分上的表面粗糙的步驟。
4.權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，上述元件的一部分，是溝道電容器的溝道。
5.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在形成上述元件的一部分時，由上述元件的一部分的構(gòu)成材料構(gòu)成的附著膜，附著在上述基片的至少周邊部分上。
6.權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，上述附膜是在后面步驟中成為污染物的膜。
7.權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，上述元件的一部分，是疊層電容器的下部電極、插頭以及配線的至少一個。
8.權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，進一步具有除去附著在上述基片的背面的上述覆膜的步驟。
9.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，上述研磨是固定磨粒方式的濕式研磨。
10.權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，上述固定磨粒方式，作為上述研磨體使用研磨薄片。
11.權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，上述研磨薄片，被用具有彈性的部件，按壓在上述基片的至少周邊部分上。
12.權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，上述研磨薄片，被用具有彈性的可以變形的彈性體，按壓在上述基片的至少周邊部分上。
13.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，以干式進行上述研磨。
14.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，研磨上述基片的至少周邊部分的步驟，具有粗研磨上述基片的至少周邊部分的步驟，和最后研磨上述基片的至少周邊部分的步驟。
15.一種研磨裝置，包括具有和基片接觸研磨該基片的至少周邊部分的研磨面的研磨體；以及從上述周邊部分向上述基片面內(nèi)方向以相對基片面不足90度的角度撐開設(shè)置上述研磨體的撐開設(shè)置部件。
16.權(quán)利要求15所述的研磨裝置，其特征在于，上述撐開設(shè)置部件，包含用于把上述研磨體按壓在上述基片的周邊部分上的彈性蓋。
17.權(quán)利要求16所述的研磨裝置，其特征在于，進一步包含用于把上述彈性蓋按壓在上述基片的周邊部分上的剛體。
18.權(quán)利要求15所述的研磨裝置，其特征在于，上述撐開設(shè)置部件，包含用于把上述研磨體按壓在上述基片的周邊部分上的緩沖器，上述緩沖器具有在用薄的彈性體形成的袋中密封流體的構(gòu)成。
19.權(quán)利要求15所述的研磨裝置，其特征在于，進一步具備在上述基片的研磨中向該基片上吹氣流的機構(gòu)，以及將液體流到上述基片上的機構(gòu)的至少一方。
20.權(quán)利要求15所述的研磨裝置，其特征在于，上述研磨體，具有一端被卷繞在送出滾輪上，另一端被卷繞在卷取滾輪上的長尺寸的帶形狀。
全文摘要
在半導(dǎo)體裝置的制造時，在基片的表面上形成元件的一部分，利用研磨體研磨上述基片的至少周邊部分，該研磨體被從上述周邊部分向上述基片面內(nèi)方向撐開設(shè)置，使得研磨面與上述周邊部分的被研磨表面滑動接觸。
文檔編號H01L21/304GK1421903SQ02153589
公開日2003年6月4日 申請日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者中村賢朗, 宮下直人, 依田孝, 奧村勝彌 申請人:株式會社東芝