(57)【要約】【課題】半導体基板被研磨面のスクラッチを低減し、製品歩留の低下を抑制することの可能なＣＭＰ法及びＣＭＰ装置を提供すること。【解決手段】研磨スラリー５を研磨パッド３に供給する工程と、半導体ウエーハ１の被研磨面を研磨スラリーの供給された研磨パッド３に押し当て回転することにより、半導体ウエーハの被研磨面を研磨する工程を備え、超音波印加手段１０等により研磨スラリー中の凝集研磨粒子を粉砕する工程を具備する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨スラリースラリー中の凝集研磨粒子を粉砕する工程と、凝集研磨粒子が粉砕された研磨スラリーを研磨パッドに供給する工程と、
半導体ウエーハの被研磨面を前記研磨スラリーの供給された前記研磨パッドに押し当て回転することにより、前記半導体ウエーハの被研磨面を研磨する工程と
を具備したことを特徴とするＣＭＰ法。
【請求項２】
超音波処理により前記凝集研磨粒子を粉砕することを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ法。
【請求項３】
半導体ウエーハを保持する手段と、
この半導体ウエーハに研磨パッドが対向するよう保持する手段と、
前記研磨スラリー中の凝集研磨粒子を粉砕する手段と、
この粉砕手段により凝集研磨粒子が粉砕された研磨スラリーを前記研磨パッドに供給する手段と、
前記半導体ウエーハの被研磨面を前記研磨スラリーが供給された前記研磨パッドに押し当て回転する手段と
を具備することを特徴とするＣＭＰ装置。
【請求項４】
前記研磨スラリー中の凝集研磨粒子を粉砕する手段は、超音波印加手段であることを特徴する請求項３記載のＣＭＰ装置。
【発明の詳細な説明】
【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及び装置に係り、特にスクラッチの低減を図ったＣＭＰ法及びＣＭＰ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程におけるＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程は、半導体基板の平坦化に広く用いられている。一般に用いられるＣＭＰ装置は、図２に示すように、半導体ウエーハ１を保持するトップリング２に対向して、研磨パッド３とこれを保持するターンテーブル４が設置されている。研磨パッド３上部には、研磨スラリー５を滴下する滴下ノズル６が設置されており、これと接続する供給管７には、容器８から研磨スラリーを供給するための供給ポンプ９が設けられている。
【０００３】
このようなＣＭＰ装置において、研磨スラリー５は、容器８から供給ポンプ９により供給管７を経て滴下ノズル６から研磨パッド３上に滴下され、研磨パッド３に半導体ウエーハ１の被研磨面を押し当て、これらを回転することにより研磨、平坦化される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、このように用いられる研磨スラリーに含まれる研磨粒子は、大気にさらされたり、核となる不純物があると、非常に凝集し易いという特性がある。そして、凝集した大粒子により被研磨面にスクラッチが発生してしまう。
【０００５】
そこで、これまで粒子の凝集防止のためｐＨ調節剤を添加する等、研磨スラリーの特性改善によりある程度粒径が制御されてきたが、半導体素子の微細化に伴い、これまで問題にならなかった極小さなスクラッチでも歩留に大きく影響するようになり、十分な制御が困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、従来のＣＭＰ法及びＣＭＰ装置における欠点を取り除き、半導体基板被研磨面のスクラッチを低減し、製品歩留の低下を抑制することの可能なＣＭＰ法及びＣＭＰ装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のＣＭＰ法は、研磨スラリースラリー中の凝集研磨粒子を粉砕する工と、凝集研磨粒子が粉砕された研磨スラリーを研磨パッドに供給する工程と、半導体ウエーハの被研磨面を前記研磨スラリーの供給された前記研磨パッドに押し当て回転することにより、前記半導体ウエーハの被研磨面を研磨する工程とを具備したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のＣＭＰ法においては、超音波処理により前記凝集研磨粒子を粉砕することを特徴としている。
【０００９】
そして、本発明のＣＭＰ装置は、半導体ウエーハを保持する手段と、この半導体ウエーハに研磨パッドが対向するよう保持する手段と、前記研磨スラリー中の凝集研磨粒子を粉砕する手段と、この粉砕手段により凝集研磨粒子が粉砕された研磨スラリーを前記研磨パッドに供給する手段と、前記半導体ウエーハの被研磨面を前記研磨スラリーが供給された前記研磨パッドに押し当て回転する手段とを具備することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のＣＭＰ装置においては、前記研磨スラリー中の凝集研磨粒子を粉砕する手段は、超音波印加手段であることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１２】
図１に本実施形態におけるＣＭＰ装置を示す。半導体ウエーハ１を保持するトップリング２に対向して、研磨パッド３とこれを保持するターンテーブル４が設置されている。研磨パッド３上部には、研磨スラリー５を滴下する滴下ノズル６が設置されており、これと接続する供給管７には、容器８から研磨スラリーを供給するための供給ポンプ９と、凝集研磨粒子を粉砕する手段として超音波印加装置１０が設けられている。
【００１３】
研磨スラリー５には、ＳＣ−１（Ｃａｂｏｔ製／ＳｉＯ２研磨粒子：１０ｗｔ％、ＫＯＨ：０．３３ｗｔ％、Ｈ２Ｏ：８９．６％）を用い、容器８から供給ポンプ９により供給管７を経て滴下ノズル６に送られる。そして供給管７を経由する間に超音波印加装置１０により超音波を印加され、凝集研磨粒子が粉砕される。この粉砕された研磨粒子を含む研磨スラリー５を、滴下ノズル６より２００ｍｌ／ｍｉｎで研磨パッド（ＩＣ−１０００／ＳＵＢＡ  ＩＶ（Ｒｏｂｅｌ製））３上に滴下する。一方被処理面に熱酸化膜の形成された半導体ウエーハは、自動制御機構を備えたトップリング２に保持されており、このトップリング２を制御することにより半導体ウエーハ１の被研磨面を研磨パッド３に押し当てる。そしてトップリング２とともに自動制御機構を備えたターンテーブル４を各々所定条件にて回転させることにより６０秒間研磨した後、洗浄、乾燥を行う。
【００１４】
このようにして研磨された３枚の半導体ウエーハ上のスクラッチ発生量をカウントし、同じ条件により従来の凝集研磨粒子を粉砕する手段を有さないＣＭＰ装置により研磨した３枚の半導体ウエーハの状態と比較したところ、以下のようになった。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
このように、本実施形態において、スクラッチ発生量は、従来のＣＭＰ装置を用いたものと比較して大きく低減していることがわかる。
【００１７】
本実施形態において、凝集研磨粒子粉砕手段として超音波印加装置を用いたが、粗大な凝集研磨粒子を粉砕可能な手段であれば、特に限定されない。そして、全ての粗大な凝集研磨粒子を一次粒子まで粉砕することがより好ましいが、凝集粒子が一部残っていても効果は得られる。また、凝集研磨粒子の粉砕は、容器貯蔵時から滴下時まで適宜行うことが可能であるが、研磨スラリー滴下直前に行われることが最も好ましい。或いは、研磨中に印加しても効果的である。
【００１８】
また、研磨粒子にＳｉＯ２を用いたが、特に限定されるものではなく、凝集する可能性のある研磨粒子を用いた研磨スラリー全般に効果的であり、例えばＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２等も用いることができる。さらに、分散剤、ｐＨ調整剤、酸化剤等、一般の研磨スラリーと同様に適宜用いることができる。
【００１９】
このように、本願発明により、半導体ウエーハ被研磨面のスクラッチが低減され、製品歩留の低下の抑制を図ることが可能となる。一方、装置側の制御により粗大な凝集研磨粒子を粉砕・分散することができるため、研磨スラリー側の制御条件を緩和することが可能になり、コスト・研磨レート等を考慮した研磨スラリーの多様化や、被研磨膜に対するＣＭＰ条件の柔軟化を図ることが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体ウエーハ被研磨面のスクラッチを低減し、製品歩留の低下を抑制することの可能なＣＭＰ法及びＣＭＰ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＣＭＰ装置を示す図。
【図２】従来のＣＭＰ装置を示す図。
【符号の説明】
１  半導体ウエーハ
２  トップリング
３  研磨パッド
４  ターンテーブル
５  研磨スラリー
６  滴下ノズル
７  供給管
８  容器
９  供給ポンプ
１０  超音波印加装置
【図１】
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【図２】
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