(57)【要約】【課題】研磨後の残滓金属膜を的確に除去できるウェーハ研磨装置を提供する。【解決手段】ウェーハのポリッシング処理後には、研磨プレート１はウェーハ受渡位置に移動される。剥離薬液ノズル７をウェーハ研磨面の外周部下方に配設し、保護用薬液ノズル８をウェーハ研磨面の中心部下方に配設し、ウェーハ２を回転させながら双方の薬液を吐出させ、平坦化プロセス後の外周部に残る金属膜を除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の金属膜が形成されたウェーハを保持する研磨プレートと、
この研磨プレートに対向し前記研磨プレートに保持されたウェーハを研磨する研磨布と、
この研磨布が装着される研磨定盤と、
前記研磨布に研磨液を供給する研磨液供給手段と、
前記研磨定盤及び前記研磨プレートを回転駆動させるスピンドル手段と、
研磨処理後のウェーハを洗浄する洗浄手段を有し、
前記洗浄手段は純水ノズルと、
金属膜除去用の剥離薬液を吐出する剥離薬液ノズルと、
保護用薬液を吐出する保護用薬液ノズルと、を備えていることを特徴とするウェーハ研磨装置。
【請求項２】
前記保護用薬液ノズルで吐出する保護用薬液は、前記剥離薬液から前記ウェーハの外周部以外に形成されている金属膜を保護するものであることを特徴とする請求項１記載のウェーハ研磨装置。
【請求項３】
前記剥離薬液ノズルを前記ウェーハ研磨面の外周部下方に位置し、前記保護用薬液ノズルを前記ウェーハ研磨面の中心部下方の位置に設け、前記ウェーハを回転させながら双方の薬液を吐出することを特徴とする請求項１記載のウェーハ研磨装置。
【請求項４】
前記剥離薬液ノズルは、その配設位置が可動可能で、前記ウェーハ外周部に対する薬液吐出はウェーハ外周端からの距離を任意に設定できることを特徴とする請求項１記載のウェーハ研磨装置。
【請求項５】
所望の金属膜が形成されたウェーハを研磨プレートで保持し、
回転駆動される研磨定盤に装着された研磨布に研磨液を供給して、前記研磨プレートに保持された前記ウェーハを研磨し、
研磨処理後の前記ウェーハ上に純水を吐出し、前記金属膜除去用の剥離薬液を前記ウェーハの外周部に吐出し、前記ウェーハの外周部以外に形成されている前記金属膜を保護する保護用薬液を前記ウェーハのセンター部に吐出することで洗浄を行うことを特徴とするウェーハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置にかかり、特にウェーハの平坦化に用いられる化学機械研磨装置（Chemical Mechanical Polishing 装置、以下ＣＭＰ装置という）及びその装置を用いた研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハ研磨装置については、各装置メーカから各種のバリエーションのものが提案されているが、その基本的な構成は、非特許文献１で知られているものである。それによれば、研磨プレートの下面に固定された半導体ウェーハを、研磨定盤の上に貼り付けられた研磨布に接触させ、研磨剤ノズルから研磨液を研磨布上に供給しながら研磨定盤と研磨プレートを回転させることによって半導体ウェーハをポリッシングするようになっている。研磨液は、半導体ウェーハを物理的に研磨作用するＳｉＯ2 等と化学的にエッチング作用するアルカリ成分と水とを含んでおり、研磨布に研磨液を常時供給しながらポリッシングしている。半導体ウェーハの研磨処理後には、半導体ウェーハを研磨定盤上からウェーハ受渡位置に移動し、ウェーハ表面とトップリング側壁のスラリーを除去する目的で、純水ノズルより純水を用いてスラリーの除去及び洗浄を行なっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところが、従来、ウェーハの形成した酸化膜等の金属膜の平坦化プロセスにおいて、ウェーハの外周部に酸化膜とシリコン基板に段差があると金属膜が残り、平坦化プロセスではウェーハ外周部までの金属膜除去は非常に困難であるという問題があった。
【非特許文献１】「ＣＭＰのサイエンス」、サイエンスフォーラム社、Ｐ７２（１９９７年）
【特許文献１】特開平８−９９２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、研磨後の残滓金属膜を的確に除去できるウェーハ研磨装置及び研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明の一態様によれば、所望の金属膜が形成されたウェーハを保持する研磨プレートと、この研磨プレートに対向し前記研磨プレートに保持されたウェーハを研磨する研磨布と、この研磨布が装着される研磨定盤と、前記研磨布に研磨液を供給する研磨液供給手段と、前記研磨定盤及び前記研磨プレートを回転駆動させるスピンドル手段と、研磨処理後のウェーハを洗浄する洗浄手段を有し、前記洗浄手段は純水を吐出する純水ノズルと、金属膜除去用の剥離薬液を吐出する剥離薬液ノズルと、保護用薬液を吐出する保護用薬液ノズルと、を備えているウェーハ研磨装置が提供される。
【０００６】
また、本願発明の別の一態様によれば、前記保護用薬液ノズルで吐出する保護用薬液は、前記剥離薬液から前記ウェーハの外周部以外に形成されている金属膜を保護するものであるウェーハ研磨装置が提供される。
【０００７】
また、本願発明の別の一態様によれば、所望の金属膜が形成されたウェーハを研磨プレートで保持し、回転駆動される研磨定盤に装着された研磨布に研磨液を供給して、前記研磨プレートに保持された前記ウェーハを研磨し、研磨処理後の前記ウェーハ上に純水を吐出し、前記金属膜除去用の剥離薬液を前記ウェーハの外周部に吐出し、前記ウェーハの外周部以外に形成されている前記金属膜を保護する保護用薬液を前記ウェーハのセンター部に吐出することで洗浄を行うウェーハの研磨方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、研磨後の残滓金属膜を的確に除去できるウェーハ研磨装置及び研磨方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係るウェーハ研磨装置の概略断面図である。図１において、ウェーハ研磨装置は、研磨プレート１、研磨定盤３、研磨布４、研磨剤ノズル５、スピンドル機構、洗浄手段からなっている。洗浄手段は、例えば超純水を吐出する純水ノズル６、金属膜除去用の剥離薬液を吐出する剥離薬液ノズル７及びウェーハ研磨面を保護する保護用薬液を吐出する保護用薬液ノズル８から成っている。保護用薬液はウェーハ中心部の金属膜を、ウェーハ外周部に吐出する剥離薬から保護するものである。
【００１１】
次に、作用及び詳細な構成について説明する。
【００１２】
研磨プレート１の下面には、ポリッシングされる半導体ウェーハ２が固定される。この半導体ウェーハ２を研磨プレート１に対向して配設された研磨定盤３の上に貼り付けられた研磨布４に接触させ、研磨剤ノズル５から研磨スラリーを研磨布４上に供給しながら研磨定盤３と研磨プレート１を回転させることによって半導体ウェーハ２をポリッシングするようになっている。研磨液は、ウェーハ２を物理的に研磨作用するＳｉＯ2 等と化学的にエッチング作用するアルカリ成分と水とを含んでおり、研磨布４に研磨液を常時供給しながらポリッシングする。例えば、研磨スラリーは、８．０ｗｔ％硝酸第二鉄水溶液の研磨液に、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）粒子０．５ｗｔ％（対研磨液比）を研磨粒子として加えたものを使用することができる。また、研磨時には、常温（２０℃）より温度を上げることが望ましい。これは加熱により研磨スラリー（研磨液）とウェーハ表面との化学反応が活性化されるため、研磨速度が上昇することができるからである。係るポリッシングでは、ウェーハに形成する半導体装置の金属配線を形成するため、ウェーハ中心部には金属膜が残るようにし、ウェーハ外周部の金属膜は、段差が大きい部分で膜が剥がれやすくパーティクルの原因となるため、除去する。
【００１３】
ウェーハのポリッシング処理後には、研磨プレート１は図１に示すウェーハ受渡位置に移動される。ウェーハ受渡位置の下側に、剥離薬液ノズル７と保護用薬液ノズル８を設け回転させながらウェーハ外周部を洗浄する。すなわち、本実施の形態では、平坦化プロセス後の外周部に残る金属膜を除去する手段として、剥離薬液ノズル７をウェーハ研磨面の外周部下方に配設し、保護用薬液ノズル８をウェーハ研磨面の中心部下方に配設し、ウェーハ２を回転させながら双方の薬液を吐出するように構成されている。
【００１４】
剥離薬液ノズル７の位置は、可動可能とし、ウェーハ外周部に対する薬液吐出はウェーハ外周端からの距離を任意に設定できるようにするのが好適である。ウェーハ外周部の剥離すべき金属膜が銅（Cu）の場合、剥離薬液は例えば、Ｈ２Ｏ２とHCLが好適である。また、ウェーハ中心部の保護すべき膜が、銅（Cu）の場合、保護薬液は例えば、HCLが好適である。剥離薬及び保護用薬液を使用後は、純水ノズル６から例えば超純水を吐出して、ウェーハ２を洗浄する。
【００１５】
本発明の実施形態によれば、ウェーハ受渡位置に剥離薬液ノズルと保護用薬液ノズルを設けることで、ウェーハ２外周部においてシリコン基板２１と酸化膜２２が図２に示すように段差をもって構成されていても、段差のある箇所に残る金属膜を選択的に除去可能となる。また、ウェーハ外周部の所望に埋め込まれた金属膜２３は残すことが可能となる。
【００１６】
本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るウェーハ研磨装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るウェーハ研磨装置で研磨したウェーハの外周部の拡大図である。
【符号の説明】
【００１８】
１・・・研磨プレート、  ２・・・半導体ウェーハ、  ３・・・研磨定盤、  ４・・・研磨布、  ５・・・研磨剤ノズル、  ６・・・純水ノズル、  ７・・・剥離薬液ノズル、  ８・・・保護用薬液ノズル。
【図１】
2006228795.tif 000003
【図２】
2006228795.tif 000004