JP3333684B2 - 研磨処理方法 - Google Patents
研磨処理方法Info
- Publication number
- JP3333684B2 JP3333684B2 JP08723396A JP8723396A JP3333684B2 JP 3333684 B2 JP3333684 B2 JP 3333684B2 JP 08723396 A JP08723396 A JP 08723396A JP 8723396 A JP8723396 A JP 8723396A JP 3333684 B2 JP3333684 B2 JP 3333684B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- wafer
- cleaning
- corrosion inhibitor
- organic solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 59
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 39
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 33
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 33
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 25
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 21
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 10
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims description 2
- 229930194542 Keto Natural products 0.000 claims 1
- 125000000468 ketone group Chemical group 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 54
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 32
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003556 H2 SO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N ammonium fluoride Chemical compound [NH4+].[F-] LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
- H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
- H01L21/02074—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a planarization of conductive layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Weting (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハやLCD等の表面の金属膜を研磨する研磨工程及び洗
浄工程を含む研磨処理方法に関するものである。
ハやLCD等の表面の金属膜を研磨する研磨工程及び洗
浄工程を含む研磨処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの配線を形成する工程の
中に、エッチバックと呼ばれる工程がある。エッチバッ
クは、絶縁膜にコンタクトホ−ルを形成し、W(タング
ステン)やAl(アルミニウム)などの金属膜をウエハ
表面全体に成膜した後、不要な部分を削り取って絶縁膜
例えばシリコン酸化膜を露出させる工程である。この工
程は、従来ドライエッチングにより行われていたが、最
近においてCMP(chemical mechani
cal polishing)と呼ばれる研磨プロセス
を利用することが検討されている。
中に、エッチバックと呼ばれる工程がある。エッチバッ
クは、絶縁膜にコンタクトホ−ルを形成し、W(タング
ステン)やAl(アルミニウム)などの金属膜をウエハ
表面全体に成膜した後、不要な部分を削り取って絶縁膜
例えばシリコン酸化膜を露出させる工程である。この工
程は、従来ドライエッチングにより行われていたが、最
近においてCMP(chemical mechani
cal polishing)と呼ばれる研磨プロセス
を利用することが検討されている。
【0003】CMPは、回転テ−ブルにポリウレタンな
どの研磨布を貼り付け、この研磨布の表面にシリカ(S
iO2 )を主成分とする研磨剤を用いて半導体ウエハの
研磨対象物を研磨する方法であり、そのメカニズムは明
確ではないが、化学的、機械的メカニズムの複合効果が
研磨メカニズムに大きく関係していると考えられる。こ
の手法によりエッチバックを行えば、ドライエッチング
に比べて表面の平滑性が優れているが、表面に金属残渣
(削り滓)やCMPの反応生成物が残り、これらが抵抗
成分になってしまうので、研磨工程の後、洗浄を行う必
要がある。
どの研磨布を貼り付け、この研磨布の表面にシリカ(S
iO2 )を主成分とする研磨剤を用いて半導体ウエハの
研磨対象物を研磨する方法であり、そのメカニズムは明
確ではないが、化学的、機械的メカニズムの複合効果が
研磨メカニズムに大きく関係していると考えられる。こ
の手法によりエッチバックを行えば、ドライエッチング
に比べて表面の平滑性が優れているが、表面に金属残渣
(削り滓)やCMPの反応生成物が残り、これらが抵抗
成分になってしまうので、研磨工程の後、洗浄を行う必
要がある。
【0004】
【発明は解決しようとする課題】研磨工程後の金属膜表
面を洗浄するためには、金属表面に影響を与えずに、表
面の金属残渣などを取り除くことが必要であるが、こう
した洗浄液について確立されていないのが実情であり、
このためエッチバックをCMPで実施化することの弊害
になっている。
面を洗浄するためには、金属表面に影響を与えずに、表
面の金属残渣などを取り除くことが必要であるが、こう
した洗浄液について確立されていないのが実情であり、
このためエッチバックをCMPで実施化することの弊害
になっている。
【0005】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、金属膜を研磨した後、金属表面に影響を与え
ずに、表面の金属残渣などを取り除くことを目的とする
ものである。
のであり、金属膜を研磨した後、金属表面に影響を与え
ずに、表面の金属残渣などを取り除くことを目的とする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、被処
理基板の表面の絶縁膜上に形成された金属層を研磨体に
より研磨して配線を形成する研磨工程と、次いで基板を
乾燥する工程と、この工程の後、フッソ化合物溶液と、
金属の表面に吸着して前記フッソ化合物による腐食を防
止する有機溶媒からなる腐食防止剤とを含む洗浄液によ
り前記基板の表面を洗浄する洗浄工程と、を含むことを
ことを特徴とする。
理基板の表面の絶縁膜上に形成された金属層を研磨体に
より研磨して配線を形成する研磨工程と、次いで基板を
乾燥する工程と、この工程の後、フッソ化合物溶液と、
金属の表面に吸着して前記フッソ化合物による腐食を防
止する有機溶媒からなる腐食防止剤とを含む洗浄液によ
り前記基板の表面を洗浄する洗浄工程と、を含むことを
ことを特徴とする。
【0007】この発明において、腐食防止剤は、例えば
水酸基を備えた有機溶媒からなり、水酸基の数は例えば
2個以上である。また腐食防止剤は、例えば非イオン系
界面活性剤を含むものあるいは多価のアルコ−ル、ケト
ン、エ−テルのいずれかを含むことを特徴とする。
水酸基を備えた有機溶媒からなり、水酸基の数は例えば
2個以上である。また腐食防止剤は、例えば非イオン系
界面活性剤を含むものあるいは多価のアルコ−ル、ケト
ン、エ−テルのいずれかを含むことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】次に本発明の研磨処理方法の実施
の形態について説明する。本実施の形態では、図1の工
程図に示すように、ウエハW表面の金属層を研磨する研
磨工程であるCMP工程(A1)、ウエハWを乾燥させ
る乾燥工程(A2)、ウエハWを洗浄液で洗浄する洗浄
工程(A3)、ウエハWを有機溶媒を用いてリンスする
第1リンス工程(A4)、ウエハWを純水を用いてリン
スする第2リンス工程(A5)、ウエハWを乾燥させる
乾燥工程(A6)を実施することにより研磨処理が行な
われる。
の形態について説明する。本実施の形態では、図1の工
程図に示すように、ウエハW表面の金属層を研磨する研
磨工程であるCMP工程(A1)、ウエハWを乾燥させ
る乾燥工程(A2)、ウエハWを洗浄液で洗浄する洗浄
工程(A3)、ウエハWを有機溶媒を用いてリンスする
第1リンス工程(A4)、ウエハWを純水を用いてリン
スする第2リンス工程(A5)、ウエハWを乾燥させる
乾燥工程(A6)を実施することにより研磨処理が行な
われる。
【0009】続いて各工程について説明する。前記CM
P工程A1は例えば図2に示すCMP装置1により実施
される。このCMP装置1は表面に研磨布11が貼着さ
れた回転テ−ブル12に、ウエハ保持部13に保持した
ウエハWを所定の圧力で圧接し、研磨液供給部14から
研磨液を研磨布11の表面に供給しながら、回転テ−ブ
ル12を回転させると共に、ウエハ保持部13をモ−タ
15により回転させて、こうしてウエハWを回転テ−ブ
ル11上で自転させかつ相対的に公転させることによっ
て、ウエハWの研磨が行なわれる。
P工程A1は例えば図2に示すCMP装置1により実施
される。このCMP装置1は表面に研磨布11が貼着さ
れた回転テ−ブル12に、ウエハ保持部13に保持した
ウエハWを所定の圧力で圧接し、研磨液供給部14から
研磨液を研磨布11の表面に供給しながら、回転テ−ブ
ル12を回転させると共に、ウエハ保持部13をモ−タ
15により回転させて、こうしてウエハWを回転テ−ブ
ル11上で自転させかつ相対的に公転させることによっ
て、ウエハWの研磨が行なわれる。
【0010】ここで研磨すべきウエハの表面構造の一例
を図3(a)に示すと、n形(P形)シリコン層40の
上に、例えば溝幅0.8μmのコンタクトホ−ル41が
形成されたシリコン酸化膜42が形成され、その表面全
体に、例えばW(タングステン)層からなる金属層43
が形成されている。このようなウエハに前記CMP装置
1により研磨処理を行なうと、ウエハW上の金属層43
と研磨布11及び研磨液との摩擦や、その摩擦熱による
研磨液の成分と金属層43と化学反応等によって金属層
43が研磨されていくが、CMP工程A1を終了した段
階では、図3(b)に示すように、ウエハW表面には例
えば金属層43の削り滓やCMPの反応生成物等の残渣
44が付着している。
を図3(a)に示すと、n形(P形)シリコン層40の
上に、例えば溝幅0.8μmのコンタクトホ−ル41が
形成されたシリコン酸化膜42が形成され、その表面全
体に、例えばW(タングステン)層からなる金属層43
が形成されている。このようなウエハに前記CMP装置
1により研磨処理を行なうと、ウエハW上の金属層43
と研磨布11及び研磨液との摩擦や、その摩擦熱による
研磨液の成分と金属層43と化学反応等によって金属層
43が研磨されていくが、CMP工程A1を終了した段
階では、図3(b)に示すように、ウエハW表面には例
えば金属層43の削り滓やCMPの反応生成物等の残渣
44が付着している。
【0011】続いて乾燥工程A2を実施してウエハWに
付着する水分を除去する。この工程は例えば図2に示す
ように、回転テ−ブル21上にウエハWを吸着させ、回
転テ−ブル21を高速で回転させることにより行なわ
れ、これによりウエハWに付着する水分は遠心力により
飛散して除去される。このように、洗浄工程A3の前に
乾燥工程A2を実施するのは、ウエハWに水分が付着し
たまま洗浄工程を行なうと、後述する洗浄液の水分の組
成が変化してしまい、洗浄液によるエッチングのエッチ
レ−トが変化して、エッチングが制御できなくなるから
である。
付着する水分を除去する。この工程は例えば図2に示す
ように、回転テ−ブル21上にウエハWを吸着させ、回
転テ−ブル21を高速で回転させることにより行なわ
れ、これによりウエハWに付着する水分は遠心力により
飛散して除去される。このように、洗浄工程A3の前に
乾燥工程A2を実施するのは、ウエハWに水分が付着し
たまま洗浄工程を行なうと、後述する洗浄液の水分の組
成が変化してしまい、洗浄液によるエッチングのエッチ
レ−トが変化して、エッチングが制御できなくなるから
である。
【0012】次に洗浄工程A3を実施してウエハW表面
の残渣44を洗浄液によりエッチングして除去する。こ
の工程は例えば図2に示すように、例えば内槽31と、
この内槽31の上縁部の外側に、内槽31から越流した
洗浄液を受容するように設けられた外槽32とを有し、
外槽32内の洗浄液を内装31の底部に循環供給するよ
うに構成された洗浄槽3を用い、この洗浄槽3内に洗浄
液を供給し、洗浄液内に多数枚のウエハWを保持部材3
3で保持しながら例えば3〜10分間浸漬することによ
り実施される。
の残渣44を洗浄液によりエッチングして除去する。こ
の工程は例えば図2に示すように、例えば内槽31と、
この内槽31の上縁部の外側に、内槽31から越流した
洗浄液を受容するように設けられた外槽32とを有し、
外槽32内の洗浄液を内装31の底部に循環供給するよ
うに構成された洗浄槽3を用い、この洗浄槽3内に洗浄
液を供給し、洗浄液内に多数枚のウエハWを保持部材3
3で保持しながら例えば3〜10分間浸漬することによ
り実施される。
【0013】前記洗浄液はフッソ化合物溶液と、金属層
43の表面に吸着してフッソ化合物による腐食を防止す
る腐食防止剤と、有機溶媒とから構成される場合と、有
機溶媒が腐食防止剤を兼用していて、フッソ化合物溶液
と、腐食防止効果を有する有機溶媒からなる腐食防止剤
とから構成される場合とがあり、これらフッソ化合物溶
液と腐食防止剤、有機溶媒(あるいはフッソ化合物溶液
と腐食防止剤)との混合比率を変化させることによりエ
ッチレ−トが制御される。
43の表面に吸着してフッソ化合物による腐食を防止す
る腐食防止剤と、有機溶媒とから構成される場合と、有
機溶媒が腐食防止剤を兼用していて、フッソ化合物溶液
と、腐食防止効果を有する有機溶媒からなる腐食防止剤
とから構成される場合とがあり、これらフッソ化合物溶
液と腐食防止剤、有機溶媒(あるいはフッソ化合物溶液
と腐食防止剤)との混合比率を変化させることによりエ
ッチレ−トが制御される。
【0014】フッソ化合物溶液としては、例えばフッ化
アンモニウム(NH4 F)水溶液やフッ酸(HF)、N
H4 FとHFとからなるバッファ−ドフッ酸(BHF)
等が用いられる。腐食防止剤としては、エチレングリコ
−ル、多価のアルコ−ル、ケトン、エ−テル、フェノ−
ルや糖類等の界面活性剤特に非イオン性界面活性剤等が
用いられ、例えばカテコ−ル等が用いられる。有機溶媒
としては例えばジメチルスルフォキシド等が用いられ
る。なお前記エチレングリコ−ルや多価のアルコ−ル等
は、腐食防止剤でもある有機溶媒として使用される。
アンモニウム(NH4 F)水溶液やフッ酸(HF)、N
H4 FとHFとからなるバッファ−ドフッ酸(BHF)
等が用いられる。腐食防止剤としては、エチレングリコ
−ル、多価のアルコ−ル、ケトン、エ−テル、フェノ−
ルや糖類等の界面活性剤特に非イオン性界面活性剤等が
用いられ、例えばカテコ−ル等が用いられる。有機溶媒
としては例えばジメチルスルフォキシド等が用いられ
る。なお前記エチレングリコ−ルや多価のアルコ−ル等
は、腐食防止剤でもある有機溶媒として使用される。
【0015】そして例えば有機溶媒と腐食防止剤とを兼
用した洗浄液を例にとり、洗浄処理について具体的に説
明すると、腐食防止剤としてエチレングリコ−ル、フッ
ソ化合物として例えば40%NH4 F水溶液と50%H
F水溶液とを50:1の比率で混合して調整されたBH
Fを用い、エチレングリコ−ルとBHFとを4:1の比
率で混合して洗浄液を調整して、例えば洗浄液の温度を
25℃に設定し、2分間洗浄液中にウエハWを浸漬する
ことにより洗浄処理が行われる。
用した洗浄液を例にとり、洗浄処理について具体的に説
明すると、腐食防止剤としてエチレングリコ−ル、フッ
ソ化合物として例えば40%NH4 F水溶液と50%H
F水溶液とを50:1の比率で混合して調整されたBH
Fを用い、エチレングリコ−ルとBHFとを4:1の比
率で混合して洗浄液を調整して、例えば洗浄液の温度を
25℃に設定し、2分間洗浄液中にウエハWを浸漬する
ことにより洗浄処理が行われる。
【0016】このように洗浄処理を行うと、フッソ化合
物のフッソ(F)によりウエハW表面の残渣44がエッ
チングされて除去される。この際エチレングリコ−ルの
水酸基はウエハWの金属層43の表面に、例えば図4に
示すように電気的に吸着され、このため金属層43表面
には腐食防止剤の保護層が形成される。従ってこの保護
層により金属層43のフッソによるエッチングが防止さ
れ、ウエハW表面の残渣44がエッチングされる。
物のフッソ(F)によりウエハW表面の残渣44がエッ
チングされて除去される。この際エチレングリコ−ルの
水酸基はウエハWの金属層43の表面に、例えば図4に
示すように電気的に吸着され、このため金属層43表面
には腐食防止剤の保護層が形成される。従ってこの保護
層により金属層43のフッソによるエッチングが防止さ
れ、ウエハW表面の残渣44がエッチングされる。
【0017】ここで金属層43の表面に腐食防止剤の保
護層を形成するためには、腐食防止剤の水酸基が2つ以
上であることが望ましい。水酸基が2つ以上あれば、こ
の2つの水酸基により金属層43表面に吸着されるので
腐食防止剤が安定して吸着され保護面を形成するが、水
酸基が1つであれば吸着力が弱く、不安定であり、保護
面が形成されにくいからである。さらに腐食防止剤の水
酸基は、純粋な金属層43の表面に吸着されるため、残
渣44に吸着されることはほとんどなく、残渣44のエ
ッチングが腐食防止剤により妨げられるおそれはない。
護層を形成するためには、腐食防止剤の水酸基が2つ以
上であることが望ましい。水酸基が2つ以上あれば、こ
の2つの水酸基により金属層43表面に吸着されるので
腐食防止剤が安定して吸着され保護面を形成するが、水
酸基が1つであれば吸着力が弱く、不安定であり、保護
面が形成されにくいからである。さらに腐食防止剤の水
酸基は、純粋な金属層43の表面に吸着されるため、残
渣44に吸着されることはほとんどなく、残渣44のエ
ッチングが腐食防止剤により妨げられるおそれはない。
【0018】この結果、洗浄処理により図3(c)に示
すように、ウエハWの金属層43の表面の腐食を抑制し
つつ、ウエハW表面の残渣44をエッチングにより除去
することができる。またエチレングリコ−ルとBHFと
の混合比率やBHFの組成を変化させることにより、洗
浄液によるウエハW表面のエッチレ−トを制御すること
ができる。
すように、ウエハWの金属層43の表面の腐食を抑制し
つつ、ウエハW表面の残渣44をエッチングにより除去
することができる。またエチレングリコ−ルとBHFと
の混合比率やBHFの組成を変化させることにより、洗
浄液によるウエハW表面のエッチレ−トを制御すること
ができる。
【0019】洗浄工程A3終了後、第1リンス工程A4
と第2リンス工程A5とを実施するが、これらの工程は
例えば前記洗浄槽3と同様のリンス槽を用意し、ここに
リンス液を供給して、リンス液中にウエハWを浸漬する
ことにより行われる。第1リンス工程A4では、リンス
液として前記有機溶媒からなる腐食防止剤例えばエチレ
ングリコ−ルが用いられ、このリンス液でリンスするこ
とにより、洗浄工程A3にてウエハWに付着した洗浄液
がウエハW表面から除去され、洗浄液によるウエハWの
腐食が抑えられる。また第2リンス工程A5では純水に
よりウエハWがリンスされ、この工程終了後乾燥工程A
6を実施する。即ち例えば多数のウエハWを保持し、こ
れを高速で回転させて、ウエハWに付着した水分を除去
して乾燥させ、このようにしてウエハWを乾燥させた
後、ウエハWの研磨処理を終了する。
と第2リンス工程A5とを実施するが、これらの工程は
例えば前記洗浄槽3と同様のリンス槽を用意し、ここに
リンス液を供給して、リンス液中にウエハWを浸漬する
ことにより行われる。第1リンス工程A4では、リンス
液として前記有機溶媒からなる腐食防止剤例えばエチレ
ングリコ−ルが用いられ、このリンス液でリンスするこ
とにより、洗浄工程A3にてウエハWに付着した洗浄液
がウエハW表面から除去され、洗浄液によるウエハWの
腐食が抑えられる。また第2リンス工程A5では純水に
よりウエハWがリンスされ、この工程終了後乾燥工程A
6を実施する。即ち例えば多数のウエハWを保持し、こ
れを高速で回転させて、ウエハWに付着した水分を除去
して乾燥させ、このようにしてウエハWを乾燥させた
後、ウエハWの研磨処理を終了する。
【0020】このような研磨処理方法では、研磨工程A
1によりウエハW表面に残った残渣44を洗浄工程にて
エッチングにより除去することができ、ウエハW表面が
清浄化される。この際既述のように、ウエハWの金属層
43は腐食防止剤により保護されるため、腐食されるお
それはほとんどなく、残渣44のみを確実にエッチング
して除去することができる。
1によりウエハW表面に残った残渣44を洗浄工程にて
エッチングにより除去することができ、ウエハW表面が
清浄化される。この際既述のように、ウエハWの金属層
43は腐食防止剤により保護されるため、腐食されるお
それはほとんどなく、残渣44のみを確実にエッチング
して除去することができる。
【0021】また洗浄工程A3の前に乾燥工程A2を実
施しているので、ウエハWに付着して洗浄液に持ち込ま
れる水分はほとんどなく、これにより洗浄液中の水の比
率の変化が抑えられる。ここで洗浄工程では、腐食防止
剤により金属層43を保護しているが、完全に腐食を防
止することは困難であり、わずかながら酸化膜や金属膜
もエッチングされてしまう。従って洗浄液中の水の比率
が変化してエッチレ−トが変わると、エッチングの程度
にバラツキが生じ、最終的に得られる酸化膜等の膜厚の
バラツキの要因になるおそれがある。このためこのよう
に洗浄液中の水の比率の変化を抑え、エッチレ−トの変
化を抑えることにより、処理のバラツキを抑えることが
できる。
施しているので、ウエハWに付着して洗浄液に持ち込ま
れる水分はほとんどなく、これにより洗浄液中の水の比
率の変化が抑えられる。ここで洗浄工程では、腐食防止
剤により金属層43を保護しているが、完全に腐食を防
止することは困難であり、わずかながら酸化膜や金属膜
もエッチングされてしまう。従って洗浄液中の水の比率
が変化してエッチレ−トが変わると、エッチングの程度
にバラツキが生じ、最終的に得られる酸化膜等の膜厚の
バラツキの要因になるおそれがある。このためこのよう
に洗浄液中の水の比率の変化を抑え、エッチレ−トの変
化を抑えることにより、処理のバラツキを抑えることが
できる。
【0022】実際に上述の洗浄液を用いて洗浄工程を実
施したウエハWの表面をSEMで観察したところ、残渣
44は付着していないことが認められ、この洗浄液が研
磨処理後のウエハW表面の清浄化に有効であることが確
認された。一方洗浄液として、スパッタ後の表面処理で
用いられる(NH2 OH)2 H2 SO4 等を用いて洗浄
を行なった場合にもウエハW表面の観察を行ったが、洗
浄後も残渣がかなり付着していることが確認された。
施したウエハWの表面をSEMで観察したところ、残渣
44は付着していないことが認められ、この洗浄液が研
磨処理後のウエハW表面の清浄化に有効であることが確
認された。一方洗浄液として、スパッタ後の表面処理で
用いられる(NH2 OH)2 H2 SO4 等を用いて洗浄
を行なった場合にもウエハW表面の観察を行ったが、洗
浄後も残渣がかなり付着していることが確認された。
【0023】続いて本発明の他の実施の形態について説
明する。本実施の形態は、上述の研磨工程A1を実施し
た後、乾燥工程A2を実施する代わりに、ウエハWを有
機溶媒で洗浄する工程を実施するものである。この工程
で使用される有機溶媒は、例えば洗浄液で用いられる腐
食防止剤を兼用する有機溶媒と同じもの、例えばエチレ
ングリコ−ルであり、例えば前記洗浄槽3と同様の槽に
エチレングリコ−ルを供給し、ここにウエハWを浸漬す
ることにより有機溶媒による洗浄工程が実施される。こ
の実施の形態では、有機溶媒による洗浄により、研磨工
程A1によりウエハWに付着した水分等を除去すること
ができ、次に行われる洗浄工程A3の際、洗浄液の水の
比率の変化によるエッチレ−トの変化を抑えて、正確な
エッチングを行うことができる。
明する。本実施の形態は、上述の研磨工程A1を実施し
た後、乾燥工程A2を実施する代わりに、ウエハWを有
機溶媒で洗浄する工程を実施するものである。この工程
で使用される有機溶媒は、例えば洗浄液で用いられる腐
食防止剤を兼用する有機溶媒と同じもの、例えばエチレ
ングリコ−ルであり、例えば前記洗浄槽3と同様の槽に
エチレングリコ−ルを供給し、ここにウエハWを浸漬す
ることにより有機溶媒による洗浄工程が実施される。こ
の実施の形態では、有機溶媒による洗浄により、研磨工
程A1によりウエハWに付着した水分等を除去すること
ができ、次に行われる洗浄工程A3の際、洗浄液の水の
比率の変化によるエッチレ−トの変化を抑えて、正確な
エッチングを行うことができる。
【0024】以上において本発明では、洗浄工程は洗浄
槽中の洗浄液に多数のウエハWを保持部材33で保持し
て浸漬させる方法に限らず、洗浄液をウエハWにスプレ
−することにより行うようにしてもよいし、枚葉式で行
うようにしてもよい。また本発明では、洗浄工程を終了
後、有機溶媒によるリンス工程を行わずに純水によるリ
ンス工程のみを行うようにしてもよい。また本発明は半
導体ウエハに限らず、表面に金属層を有するLCDに対
しても適用できる。
槽中の洗浄液に多数のウエハWを保持部材33で保持し
て浸漬させる方法に限らず、洗浄液をウエハWにスプレ
−することにより行うようにしてもよいし、枚葉式で行
うようにしてもよい。また本発明では、洗浄工程を終了
後、有機溶媒によるリンス工程を行わずに純水によるリ
ンス工程のみを行うようにしてもよい。また本発明は半
導体ウエハに限らず、表面に金属層を有するLCDに対
しても適用できる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、被処理基板の金属層を
研磨した後、洗浄を行うと、金属層表面に影響を与え
ず、基板表面の金属残渣等を除去することができる。ま
た研磨工程と洗浄工程の間に、基板を乾燥する工程を行
うと、洗浄液の水の比率の変化によるエッチレ−トの変
化を抑えて正確な金属残渣等のエッチングを行うことが
できる。
研磨した後、洗浄を行うと、金属層表面に影響を与え
ず、基板表面の金属残渣等を除去することができる。ま
た研磨工程と洗浄工程の間に、基板を乾燥する工程を行
うと、洗浄液の水の比率の変化によるエッチレ−トの変
化を抑えて正確な金属残渣等のエッチングを行うことが
できる。
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す処理工程図で
ある。
ある。
【図2】本発明の実施の形態で用いたCMP装置、洗浄
槽等の一例を示す構成図である。
槽等の一例を示す構成図である。
【図3】本発明の実施の形態で用いたウエハの表面の積
層構造を示す説明図である。
層構造を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態で用いたウエハの金属層の
表面に有機溶媒が吸着する様子を示す説明図である。
表面に有機溶媒が吸着する様子を示す説明図である。
1 CMP装置 3 洗浄槽 43 金属層 44 残渣
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−64594(JP,A) 特開 平5−315331(JP,A) 特開 平3−256665(JP,A) 特開 平3−219000(JP,A) 特開 平4−62922(JP,A) 特開 平9−241612(JP,A) 特開 平9−111224(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/304
Claims (5)
- 【請求項1】 被処理基板の表面の絶縁膜上に形成され
た金属層を研磨体により研磨して配線を形成する研磨工
程と、 次いで基板を乾燥する工程と、 この工程の後、フッソ化合物溶液と、金属の表面に吸着
して前記フッソ化合物による腐食を防止する有機溶媒か
らなる腐食防止剤とを含む洗浄液により前記基板の表面
を洗浄する洗浄工程と、を含むことを特徴とする研磨処
理方法。 - 【請求項2】 有機溶媒は、水酸基を備えたものである
ことを特徴とする請求項1記載の研磨処理方法。 - 【請求項3】 有機溶媒は、水酸基を2個以上備えたも
のであることを特徴とする請求項1記載の研磨処理方
法。 - 【請求項4】 腐食防止剤は、非イオン系界面活性剤を
含むことを特徴とする請求項1記載の研磨処理方法。 - 【請求項5】 腐食防止剤は、多価のアルコ−ル、ケト
ン、エ−テルのいずれかを含むことを特徴とする請求項
1記載の研磨処理方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08723396A JP3333684B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 研磨処理方法 |
US08/818,724 US5830280A (en) | 1996-03-15 | 1997-03-14 | Washing liquid for post-polishing and polishing-cleaning method in semiconductor process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08723396A JP3333684B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 研磨処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09251969A JPH09251969A (ja) | 1997-09-22 |
JP3333684B2 true JP3333684B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=13909138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08723396A Expired - Fee Related JP3333684B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 研磨処理方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5830280A (ja) |
JP (1) | JP3333684B2 (ja) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MY116678A (en) * | 1995-10-16 | 2004-03-31 | Nippon C I C Technical Res Corp | Highly clean plastic film or sheet and process for its production |
US6063205A (en) * | 1998-01-28 | 2000-05-16 | Cooper; Steven P. | Use of H2 O2 solution as a method of post lap cleaning |
JP2000040679A (ja) | 1998-07-24 | 2000-02-08 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
US6572453B1 (en) | 1998-09-29 | 2003-06-03 | Applied Materials, Inc. | Multi-fluid polishing process |
US6346202B1 (en) | 1999-03-25 | 2002-02-12 | Beaver Creek Concepts Inc | Finishing with partial organic boundary layer |
US7131890B1 (en) | 1998-11-06 | 2006-11-07 | Beaver Creek Concepts, Inc. | In situ finishing control |
US6291349B1 (en) | 1999-03-25 | 2001-09-18 | Beaver Creek Concepts Inc | Abrasive finishing with partial organic boundary layer |
US6656023B1 (en) * | 1998-11-06 | 2003-12-02 | Beaver Creek Concepts Inc | In situ control with lubricant and tracking |
US6541381B2 (en) | 1998-11-06 | 2003-04-01 | Beaver Creek Concepts Inc | Finishing method for semiconductor wafers using a lubricating boundary layer |
US6634927B1 (en) | 1998-11-06 | 2003-10-21 | Charles J Molnar | Finishing element using finishing aids |
US6293851B1 (en) | 1998-11-06 | 2001-09-25 | Beaver Creek Concepts Inc | Fixed abrasive finishing method using lubricants |
US6428388B2 (en) | 1998-11-06 | 2002-08-06 | Beaver Creek Concepts Inc. | Finishing element with finishing aids |
US6568989B1 (en) | 1999-04-01 | 2003-05-27 | Beaver Creek Concepts Inc | Semiconductor wafer finishing control |
US6739947B1 (en) | 1998-11-06 | 2004-05-25 | Beaver Creek Concepts Inc | In situ friction detector method and apparatus |
US6267644B1 (en) | 1998-11-06 | 2001-07-31 | Beaver Creek Concepts Inc | Fixed abrasive finishing element having aids finishing method |
US6551933B1 (en) | 1999-03-25 | 2003-04-22 | Beaver Creek Concepts Inc | Abrasive finishing with lubricant and tracking |
JP3693847B2 (ja) * | 1999-03-26 | 2005-09-14 | Necエレクトロニクス株式会社 | 研磨後ウェハの保管方法および装置 |
US6230720B1 (en) * | 1999-08-16 | 2001-05-15 | Memc Electronic Materials, Inc. | Single-operation method of cleaning semiconductors after final polishing |
US6436302B1 (en) | 1999-08-23 | 2002-08-20 | Applied Materials, Inc. | Post CU CMP polishing for reduced defects |
JP3705724B2 (ja) | 1999-11-19 | 2005-10-12 | Necエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
CN1122591C (zh) * | 1999-12-23 | 2003-10-01 | 财团法人工业技术研究院 | 抛光后线上清洗方法 |
US7220322B1 (en) | 2000-08-24 | 2007-05-22 | Applied Materials, Inc. | Cu CMP polishing pad cleaning |
US6464568B2 (en) * | 2000-12-04 | 2002-10-15 | Intel Corporation | Method and chemistry for cleaning of oxidized copper during chemical mechanical polishing |
US6796883B1 (en) | 2001-03-15 | 2004-09-28 | Beaver Creek Concepts Inc | Controlled lubricated finishing |
US7156717B2 (en) | 2001-09-20 | 2007-01-02 | Molnar Charles J | situ finishing aid control |
JP2005032948A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 半導体ウエハの洗浄方法および,洗浄装置 |
KR100963043B1 (ko) * | 2003-09-18 | 2010-06-14 | 주식회사 실트론 | 웨이퍼의 제조방법 및 웨이퍼의 연마장치 |
US7510972B2 (en) | 2005-02-14 | 2009-03-31 | Tokyo Electron Limited | Method of processing substrate, post-chemical mechanical polishing cleaning method, and method of and program for manufacturing electronic device |
WO2008098593A1 (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-21 | Basf Se | Titanium etchant composition |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3979241A (en) * | 1968-12-28 | 1976-09-07 | Fujitsu Ltd. | Method of etching films of silicon nitride and silicon dioxide |
FR2288392A1 (fr) * | 1974-10-18 | 1976-05-14 | Radiotechnique Compelec | Procede de realisation de dispositifs semiconducteurs |
GB1571438A (en) * | 1977-03-15 | 1980-07-16 | Colgate Palmolive Co | Cleaning compositions |
JPH0239859B2 (ja) * | 1982-08-13 | 1990-09-07 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Shirikoonkeijushihimakuyoetsuchingueki |
JPS6043831A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置製造用エツチング液 |
US4569722A (en) * | 1984-11-23 | 1986-02-11 | At&T Bell Laboratories | Ethylene glycol etch for processes using metal silicides |
JPS63283028A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-11-18 | Hashimoto Kasei Kogyo Kk | 微細加工表面処理剤 |
JPH01125831A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Minolta Camera Co Ltd | エッチング液及びエッチング方法 |
US5277835A (en) * | 1989-06-26 | 1994-01-11 | Hashimoto Chemical Industries Co., Ltd. | Surface treatment agent for fine surface treatment |
US5409544A (en) * | 1990-08-20 | 1995-04-25 | Hitachi, Ltd. | Method of controlling adhesion of fine particles to an object in liquid |
US5219791A (en) * | 1991-06-07 | 1993-06-15 | Intel Corporation | TEOS intermetal dielectric preclean for VIA formation |
US5320709A (en) * | 1993-02-24 | 1994-06-14 | Advanced Chemical Systems International Incorporated | Method for selective removal of organometallic and organosilicon residues and damaged oxides using anhydrous ammonium fluoride solution |
US5421906A (en) * | 1993-04-05 | 1995-06-06 | Enclean Environmental Services Group, Inc. | Methods for removal of contaminants from surfaces |
US5376236A (en) * | 1993-10-29 | 1994-12-27 | At&T Corp. | Process for etching titanium at a controllable rate |
US5478436A (en) * | 1994-12-27 | 1995-12-26 | Motorola, Inc. | Selective cleaning process for fabricating a semiconductor device |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP08723396A patent/JP3333684B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-14 US US08/818,724 patent/US5830280A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5830280A (en) | 1998-11-03 |
JPH09251969A (ja) | 1997-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3333684B2 (ja) | 研磨処理方法 | |
US6099662A (en) | Process for cleaning a semiconductor substrate after chemical-mechanical polishing | |
US5868863A (en) | Method and apparatus for cleaning of semiconductor substrates using hydrofluoric acid (HF) | |
US6143705A (en) | Cleaning agent | |
US6410494B2 (en) | Cleaning agent | |
JP4012820B2 (ja) | ウェハ洗浄モジュールおよび基板の表面の洗浄方法 | |
JP3219020B2 (ja) | 洗浄処理剤 | |
US20050206005A1 (en) | Composition and a method for defect reduction | |
JP3056431B2 (ja) | 研磨工程後処理用の洗浄溶液及びこれを用いた半導体素子の洗浄方法 | |
KR20010031262A (ko) | 구리막을 폴리싱한 후 반도체기판을 세정하는 방법 및 장치 | |
JPH08187475A (ja) | スクラバ中の金属を除去する方法 | |
JP3307375B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US6100198A (en) | Post-planarization, pre-oxide removal ozone treatment | |
JP2001053050A (ja) | 半導体基板の洗浄方法 | |
JP4876215B2 (ja) | Cmp研磨方法、cmp研磨装置、及び半導体デバイスの製造方法 | |
JP3664605B2 (ja) | ウェーハの研磨方法、洗浄方法及び処理方法 | |
JPH1140526A (ja) | 配線形成方法及び半導体装置の製造方法 | |
KR20020029795A (ko) | 화학적, 기계적 연마 후 반도체 웨이퍼를 세정 및가공하기 위한 방법 | |
US6057248A (en) | Method of removing residual contaminants in an alignment mark after a CMP process | |
JP3324181B2 (ja) | ウエハの洗浄方法 | |
JPH10183185A (ja) | 洗浄液、その配合決定方法ならびに製造方法、洗浄方法、および、半導体基板の製造方法 | |
KR0153393B1 (ko) | 반도체 기판의 연마 방법 | |
JP4094323B2 (ja) | 基板洗浄方法および半導体装置の製造方法 | |
JP2002050606A (ja) | 基板用リンス液及び基板処理方法 | |
JP3353477B2 (ja) | 純水リンス方法及び半導体装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |