(57)【要約】【課題】半導体基板の被処理面を研磨後、被処理面上のダスト等の欠陥を十分に除去でき、高い信頼性を有する半導体装置の製造方法を提供することにある。【解決手段】半導体基板１０の被処理面１０ａを研磨布３１上で研磨した後、研磨布３１に当接している半導体基板１０の被処理面１０ａが、研磨布３１から離れた直後から洗浄ユニットにて洗浄開始されるまでの間、半導体基板１０の被処理面１０ａを湿潤状態にするように、被処理面１０ａに研磨液３３と異なる薬液３４を付着させて、被処理面１０ａ上のダスト、ウォーターマーク等の欠陥を低減する。【選択図】図４
2007123782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の被処理面を研磨布上で研磨液により研磨処理する工程と、
前記半導体基板を前記研磨布上から洗浄ユニットへ移送する工程と、
前記半導体基板の被処理面を前記洗浄ユニットにより洗浄する工程と、
前記半導体基板の移送工程の移送開始から前記洗浄工程の洗浄開始までの間、前記半導体基板の被処理面を湿潤状態にするように、前記研磨液と異なる第一の薬液を付着させる工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第一の薬液を付着させる工程では、前記半導体基板の移送工程の移送開始から前記洗浄工程の洗浄開始までの間、前記半導体基板の被処理面に前記第一の薬液を連続的に供給することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第一の薬液を付着させる工程では、前記半導体基板の移送工程の移送開始から前記洗浄工程の洗浄開始までの間、前記半導体基板の被処理面に前記第一の薬液を断続的に供給することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第一の薬液は、アルキルベンゼン鎖を有する界面活性剤を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第一の薬液は、曇天を有する非イオン性界面活性剤を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第一の薬液は、樹脂粒子を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体基板を研磨処理する工程と前記半導体基板を移送する工程の間に、前記研磨布上で前記半導体基板の被処理面に第二の薬液を付着させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第二の薬液は、アルキルベンゼン鎖を有する界面活性剤、曇天を有する非イオン性界面活性剤、樹脂粒子のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記半導体基板の被処理面は、溝が形成された絶縁膜と、前記溝内部および前記絶縁膜上に形成された配線材料膜とを備え、前記溝内部以外の前記配線材料膜を研磨処理して除去することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の高性能ＬＳＩでは素子の高集積化が必須であり、半導体基板上の配線を所望のサイズに薄膜化する研磨処理手段として、研磨液を用いたＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishingの略称で、以下ＣＭＰと称する）が利用されている。
【０００３】
研磨液を用いてＣＭＰを行うと、半導体基板の被処理面にはダスト（研磨粒子、研磨生成物、研磨布からの汚染等）が残留する。残留ダストはデバイスの信頼性を低下させる原因となるため、ＣＭＰ後には半導体基板を洗浄ユニットに移送してダストを除去する必要がある。
【０００４】
しかし、研磨処理後、半導体基板を洗浄ユニットに移送させるまでの間に被処理面が乾燥すると、残留ダストが被処理面に物理吸着してしまい、洗浄ユニットでダストを十分に除去することが難しくなる。また、被処理面の乾燥によりデバイス不良に繋がるウォーターマークが被処理面上に形成される。
【０００５】
これに対して、近年、ＣＭＰを行った半導体基板を研磨布上から洗浄ユニットに移送するまでの途中に被処理面へ純水を供給する手段を設け、そこで被処理面に純水を供給することで、移送中の被処理面の乾燥を防止し、ダスト、ウォーターマーク等の欠陥の抑制を図った半導体装置の製造方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかし、この半導体装置の製造方法では、半導体基板を研磨布上から純水供給手段まで移送させる間、被処理面を親水性に維持する手段がないために被処理面が乾燥してしまう。特に、被処理面を下方に向けた状態で移送する場合には、研磨布上で被処理面に付着した液体が剥がれ落ちてしまい被処理面の乾燥が進行する。そのため、洗浄ユニットでダスト、ウォーターマーク等の欠陥を十分に除去することが困難である。
【０００７】
また、ＣＭＰに用いた研磨液を被処理面に付着させたまま半導体基板を洗浄ユニットまで移送することによって、移送中の被処理面の乾燥を防止することで、ダストの吸着を抑制する半導体装置の製造方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
しかし、この半導体装置の製造方法では、被処理面の乾燥を防止するためにＣＭＰに用いた研磨液をそのまま用いているため、洗浄ユニットにおける洗浄のみでは被処理面に付着した研磨粒子等のダストを十分に除去することが困難である。
【０００９】
すなわち、これらの半導体装置の製造方法では、半導体基板の被処理面上のダスト等の欠陥を十分に除去できず、信頼性の高い半導体装置を製造することができないという問題がある。
【特許文献１】特開平７−１３５１９２
【特許文献２】特開２００４−２５３７７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、半導体基板の被処理面上のダスト等の欠陥を十分に除去でき、高い信頼性を有する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体装置の製造方法は、半導体基板の被処理面を研磨布上で研磨液により研磨処理する工程と、前記半導体基板を前記研磨布上から洗浄ユニットへ移送する工程と、前記半導体基板の被処理面を前記洗浄ユニットにより洗浄する工程と、前記半導体基板の移送工程の移送開始から前記洗浄工程の洗浄開始までの間、前記半導体基板の被処理面を湿潤状態にするように、前記研磨液と異なる第一の薬液を付着させる工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体基板の被処理面上のダスト等の欠陥を十分に除去でき、高い信頼性を有する半導体装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による半導体装置の製造方法の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１４】
まず、本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法について、図１を参照して説明する。本実施例１は、本発明をダマシン配線の形成方法に適用した例である。
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係るダマシン配線の形成方法を示した工程断面図である。まず、図１（ａ）に示すように、素子（図示せず）が形成された半導体基板１０上に、膜厚６０００Åの絶縁膜１１を堆積し、フォトリソグラフィ法を用いて絶縁膜１１に溝１４を形成する。ここでは、ＢＤ（米アプライド・マテリアルズ社製）を用いて疎水性の絶縁膜１１を堆積した。
【００１６】
次に、溝１４を含む絶縁膜１１上に、ライナー材として膜厚１００ÅのＴａＮ膜１２をスパッタリング法で堆積した後、配線材料膜として膜厚６０００ÅのＣｕ膜１３を、溝１４内部を埋め込むように溝１４を含む絶縁膜１１上に電気めっき法により堆積する。
【００１７】
次に、図１（ｂ）に示すように、溝１４の内部にＣｕ膜１３およびＴａＮ膜１２を残し、絶縁膜１１上の不要なＣｕ膜１３およびＴａＮ膜１２を、以下に説明するＣＭＰ法により研磨し除去することによって、Ｃｕダマシン配線を形成する。
【００１８】
図２は、上記絶縁膜１１上のＣｕ膜１３およびＴａＮ膜１２の研磨に用いるＣＭＰ装置の構成を示す概略図である。図３は、ＣＭＰ装置におけるＣＭＰ部の構成を概略的に示した斜視図である。
【００１９】
図２に示すように、このＣＭＰ装置は、表面にＣｕ膜１３およびＴａＮ膜１２が形成された半導体基板１０を収容する搬入用カセット部２０と、Ｃｕ膜１３およびＴａＮ膜１２を研磨するＣＭＰ部２１と、研磨が終了した半導体基板１０を洗浄する洗浄部２２と、ＣＭＰ部２１から洗浄部２２に移送する間、半導体基板１０の被処理面１０ａを湿潤状態にするための薬液供給装置２７と、洗浄が終了した半導体基板１０を複数枚収容する搬出用カセット部２３の５つの主要部が直列に配列された構成を有する。
【００２０】
ＣＭＰ部２１は、図３に示すように、モータ（図示せず）によって回転駆動されるターンテーブル２４を有し、このターンテーブル２４の表面には研磨布３１が貼付けられている。
【００２１】
また、ＣＭＰ部２１は、半導体基板１０を保持するためのトップリング３２を下端部に備えたポリッシング・ユニット２８を有している。このポリッシング・ユニット２８は、モータ（図示せず）により回転駆動され、かつターンテーブル２４の上方で上下動されるようになっている。半導体基板１０は、その被処理面１０ａを下向きにしてトップリング３２に保持される。
【００２２】
また、ターンテーブル２４の上方には、研磨布３１と半導体基板１０の被処理面１０ａとの間に研磨液３３を供給するための処理液供給ノズル２５が設けられており、その処理液供給ノズル２５の下端から供給される研磨液３３によって半導体基板１０の被処理面１０ａが化学的および機械的に研磨される。さらに、ターンテーブル２４の上方には、純水を供給する水供給ノズル２６および洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル（図示せず）を備えている。
【００２３】
そして、このＣＭＰ部２１において、以下の手順により、溝１４の内部にＣｕ膜１３およびＴａＮ膜１２を残し、絶縁膜１１上の不要なＣｕ膜１３およびＴａＮ膜１２を研磨し除去する。
【００２４】
まず、研磨布３１が貼付されたターンテーブル２４を１００ｒｐｍで回転させつつ、トップリング３２により、被処理面１０ａを下向きにして保持した半導体基板１０を研磨布３１に３００ｇｆ/ｃｍ２の研磨荷重で当接させる。次に、トップリング３２を１００ｒｐｍで回転させ、研磨布３１上に処理液供給ノズル２５から２００ｃｃ／ｍｉｎの流量で、処理液としての研磨液３３を供給する。ここでは、研磨液３３としては、ＣＭＳ７４０１／ＣＭＳ７４５２（ＪＳＲ社）を用い、研磨布３１としては、ＩＣ１０００（ＲＯＤＥＬ社）を用いて、図１に示した溝１４の内部以外の絶縁膜１１上の不要なＣｕ膜１３を８０秒間研磨し除去する。
【００２５】
その後、図１（ｂ）に示すように、溝１４の内部以外の絶縁膜１１上の不要なＴａＮ膜１２を研磨除去して、絶縁膜１１の表面を露出させる。ここでは、トップリング３２およびターンテーブル２４の回転数をいずれも１００ｒｐｍから５０ｒｐｍに変更し、トップリング３２の研磨荷重を３００ｇｆ／ｃｍ２から４００ｇｆ／ｃｍ２に変更し、研磨液３３としてＣＭＳ８３０１（ＪＳＲ社）を用い、６０秒間の研磨を行なった。
【００２６】
この研磨に引き続いて、研磨布３１上に水供給ノズル２６から純水を供給して１５秒間研磨し、さらに、洗浄液供給ノズル（図示せず）から、洗浄液としての０．２重量％のクエン酸水溶液を供給して３０秒研磨し被処理面１０ａの前洗浄を行った。
【００２７】
ＣＭＰ部２１で研磨が行なわれた半導体基板１０は、ポリッシング・ユニット２８によりオーバーハングされた後、洗浄部２２へ移送される。
【００２８】
洗浄部２２においては、搬送ロボット２９の基板ハンガー（図示せず）が、ポリッシング・ユニット２８から半導体基板１０を受け取り、洗浄ユニット３０である両面ロール洗浄機に移送する。
【００２９】
本実施例においては、ＣＭＰ部２１の研磨布３１から洗浄部２２の洗浄ユニット３０までの移送期間中、半導体基板１０の被処理面１０ａに薬液供給装置２７により第一の薬液を供給し、被処理面１０ａを湿潤状態にして被処理面１０ａの乾燥を防止する。
【００３０】
図４は、図２に示したＣＭＰ部２１の研磨布３１から洗浄部２２の洗浄ユニット３０への半導体基板１０の移送期間中に、半導体基板１０の被処理面１０ａに第一の薬液を供給する方法を示す概略図である。
【００３１】
図４に示すように、ＣＭＰ部の研磨布３１上から洗浄部の洗浄ユニット（図示せず）への移送開始時、つまり研磨布３１上に当接している半導体基板１０の被処理面１０ａの一部が研磨布３１上から離れた直後から、洗浄ユニットにて半導体基板１０の被処理面１０ａに純水等が供給されて洗浄が開始されるまでの間、半導体基板１０の被処理面１０ａを湿潤状態にするために、半導体基板１０の被処理面１０ａに薬液供給装置２７により第一の薬液３４を供給し、被処理面１０ａに薬液３４を付着させた状態に維持する。しかも、半導体基板１０の移送に連動して薬液供給装置２７も移動させ、被処理面１０ａに連続的に薬液３４を供給することで被処理面１０ａに薬液３４を付着させた状態を維持する。ここでは、薬液３４として、１重量％のドデシルベンゼンスルホン酸カリウム水溶液を用いた。
【００３２】
ＣＭＰ部２１から移送されてきた半導体基板１０は、洗浄ユニット３０で純水等により両面が洗浄されるが、ＣＭＰ部２１から洗浄ユニットまでの移送の間、半導体基板１０の被処理面１０ａは湿潤状態に維持されているので、被処理面１０ａに付着したダスト等が十分に除去され、またウォーターマークも形成されず、被処理面が清浄化される。
【００３３】
そして、洗浄ユニット３０で洗浄された半導体基板１０は、搬送ロボットにより反転機（図示せず）に移送され、反転機で反転される。反転された半導体基板１０は、ペンシル洗浄機（図示せず）で洗浄・乾燥が行なわれた後、搬送ロボットで搬送されて搬出用カセット部４０に収容される。
【００３４】
以下に、本実施例のように、半導体基板を研磨布から洗浄ユニットへ移送する間、薬液を連続的に供給した場合と、上記第１の従来の半導体装置の製造方法のように、移送の途中で純水を供給した場合と、上記第２の従来の半導体装置の製造方法のように、研磨処理に用いた研磨液を半導体基板の被処理面に付着させたまま、半導体基板を研磨布上から洗浄ユニットまで移送した場合について、洗浄後の被処理面の清浄度を比較した実験結果を示す。
【００３５】
実験方法としては、まず、本実施例の場合、半導体基板１０を研磨し、クエン酸水溶液による前洗浄を行った後、研磨布３１上から洗浄ユニット３０まで、被処理面１０ａに薬液３４として１重量％のドデシルベンゼンスルホン酸カリウム水溶液を連続的に供給して移送し、洗浄ユニット３０にて半導体基板１０を洗浄した。また、上記第１の従来方法の場合、半導体基板１０を研磨して前洗浄を行った後、研磨布３１上から純水供給手段まで移送して純水を被処理面１０ａに供給し、さらにその後洗浄ユニット３０まで移送して半導体基板１０を洗浄した。また、上記第２の従来の方法の場合、研磨後の前洗浄を行わずに、研磨処理に用いた研磨液３３を半導体基板１０の被処理面１０ａに付着させたまま、研磨布３１上から洗浄ユニット３０まで移送し、洗浄ユニット３０にて半導体基板１０を洗浄した。そしてこの洗浄後、欠陥評価装置で被処理面１０ａ上に残留したダストの量を評価した。
【００３６】
その実験結果によると、半導体基板１０の被処理面１０ａに残留したダストは、本実施例の薬液供給の場合には１８個／基板、第１の従来方法の純水供給の場合には１４１個／基板、第２の従来方法の場合には５０６個／基板であった。
【００３７】
次に、研磨後の半導体基板１０を研磨布３１上から洗浄ユニット３０まで移送する間に被処理面１０ａが乾燥すると、ダスト以外にも、デバイスの不良に繋がるウォーターマークが被処理面１０ａ上に形成されるので、このウォーターマークについても前述と同様の実験を行ない評価した。
【００３８】
その実験結果によると、被処理面１０ａ上に形成されたウォーターマークの量は、本実施例の薬液３４供給の場合では３個／基板、第１の従来の方法では２０５個／基板、第２の従来の方法ではウォーターマーク量は５個／基板であった。
【００３９】
上記実験結果から明らかなように、本実施例は第１の従来の方法に比べて、ダスト量およびウォーターマークの両方とも著しく低減できることが確認された。第１の従来の方法では、半導体基板１０を研磨布３１上から純水供給手段まで移送させる間、被処理面１０ａを親水性に維持する手段がないために被処理面１０ａが乾燥してしまい、ダストの吸着量が増加してしまう。また、被処理面１０ａが疎水性の膜である場合には、純水をはじいてしまうため、被処理面１０ａの湿潤状態を維持することが困難である。従って、本実施例は第１の従来の方法に比べて、被処理面１０ａへのダストの物理固着を防止し、被処理面を清浄に保つことができる。
【００４０】
また、第２の従来の方法では、被処理面１０ａが研磨液３３により湿潤状態に維持されているので、ウォーターマーク量は本実施例の場合とほぼ同じであるが、しかし、研磨布上３１から洗浄ユニット３０へ移送するまで、半導体基板１０の被処理面１０ａに付着した研磨液３３を一度も洗浄しないため、洗浄ユニット３０における洗浄のみでは被処理面に付着した研磨粒子等のダストを十分に除去することができず、ダスト量が著しく増加することが確認された。
【００４１】
これに対して、本実施例では、半導体基板１０の研磨後、半導体基板１０を研磨布３１上から洗浄ユニット３０へ移送する前に、研磨布３１上で半導体基板１０の被処理面１０ａをクエン酸溶液により洗浄研磨し、被処理面１０ａに付着した研磨液３３に含有される研磨粒子等の除去を図っている。従って、第２の従来の方法よりも、半導体基板１０の被処理面１０ａに残留する研磨粒子等のダスト量を著しく低減できることが確認された。
【００４２】
上記した本実施例による半導体装置の製造方法では、半導体基板１０がＣＭＰ部２１の研磨布３１上から離れた直後から洗浄部２２の洗浄ユニット３０での洗浄が開始されるまでの間、半導体基板１０の被処理面１０ａに薬液３４を連続的に供給して被処理面１０ａを湿潤状態に維持している。そのため、半導体基板１０の被処理面１０ａの乾燥が抑制され、洗浄ユニット３０において、従来の方法に比べて被処理面１０ａのダストをより洗浄除去することができ、またウォーターマークも形成されず、半導体基板１０の被処理面１０ａをより清浄化することができ、高い信頼性を有する半導体装置を製造することができる。
【００４３】
なお、本実施例では、薬液３４としてドデシルベンゼンスルホン酸カリウムを使用したが、例えば、デシルベンゼンスルホン酸カリウム、ウンデシルベンゼンスルホン酸カリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸カリウム、テトラデシルベンゼンスルホン酸カリウム等のアルキルベンゼン鎖を有する界面活性剤を含む薬液を用いてもよい。
【実施例２】
【００４４】
次に、本発明の実施例２に係る半導体装置の製造方法について、図５を参照して説明する。本実施例は、本発明をダマシン配線の形成方法に適用した例である。
【００４５】
図５は、本発明の実施例２に係るダマシン配線の形成方法を示す工程断面図である。本実施例は、上記実施例１による半導体基板１０上の絶縁膜１１を、ＬＫＤ５１０９（ＪＳＲ社製）からなる膜厚３０００Åの第１の絶縁膜５１とＬＫＤ２７（ＪＳＲ社製）からなる膜厚１５００Åの第２の絶縁膜５２との積層膜に変更し、ライナー材をＴａ／ＴａＮ膜５３に変更した以外は、上記実施例１と同様である。なお、第２の絶縁膜５２のＬＫＤ２７は、疎水性の材料である。
【００４６】
まず、図２および図３のＣＭＰ装置を用いて上記実施例１と同様の条件で半導体基板１０の被処理面１０ａの研磨を行なって、溝１４の内部にＣｕ膜１３を残し、第２の絶縁膜５２上の不要なＣｕ膜１３を除去してＴａ／ＴａＮ膜５３の表面を露出した後、溝１４の内部以外の第２の絶縁膜５２上の不要なＴａ／ＴａＮ膜５３を研磨除去して第２の絶縁膜５２の表面を露出させる。
【００４７】
このＣｕ膜１３およびＴａ／ＴａＮ膜５３の研磨に引き続いて、半導体基板１０を研磨布３１上で水供給ノズル２６から純水を供給して１５秒研磨した後、洗浄液供給ノズル（図示せず）から、洗浄液を供給して３０秒研磨を行なった。洗浄液として、ＣＩＲＥＸ（和光純薬工業）を純水で希釈したものを用いた。
【００４８】
洗浄液による研磨の後、図４に示したように、半導体基板１０を研磨布３１上から洗浄ユニット（図示せず）に移送する。本実施例では、薬液３４として４０℃に加熱した１重量％水溶液のポリオキシエチレンメチルポリシロキサン共重合体を用い、薬液３４を被処理面１０ａに連続的に供給し、被処理面１０ａに薬液３４を付着させたまま研磨布３１上から洗浄ユニットまで移送する。このポリオキシエチレンメチルポリシロキサン共重合体は、曇点の３５℃以上になると親水基を切り離すため疎水性が強くなり、疎水性の第二の絶縁膜５２に良く吸着し、被処理面１０ａを移送中の乾燥から防ぐことができる。さらに洗浄ユニットにおける洗浄の段階で、薬液３４の温度は２０℃程度まで低下し、再び親水基を取り戻し水によくなじむようになるため、純水による洗浄によって簡単に薬液３４および研磨液３３を被処理面１０ａから洗い流すことが可能である。
【００４９】
なお、本実施例による半導体基板１０の被処理面１０ａを欠陥評価装置で観察すると、ダストの量は８個／基板、ウォーターマークは０個／基板であった。従って、本実施例に係る半導体装置の製造方法により、前述した従来の半導体装置の製造方法よりも、半導体基板１０の被処理面１０ａを清浄に維持することができることがわかる。
【００５０】
また、本実施例では、薬液３４としてポリオキシエチレンメチルポリシロキサン共重合体を用いたが、例えば、ライオノールＬ-７４５やライオノールＬ-９５０（ライオン社製）等の曇天が３０度〜４０度の非イオン性界面活性剤を含む薬液を使用してもよい。
【実施例３】
【００５１】
本実施例では、前述の実施例２と同様にして、図５に示すように、ＣＭＰにより半導体基板１０上のＣｕ膜１３およびＴａ／ＴａＮ膜５３を研磨し、第２の絶縁膜５２の表面を露出する。この研磨に引き続いて、水供給ノズル２６から純水を供給して１５秒研磨した後、洗浄液供給ノズルから、洗浄液を供給して３０秒研磨を行なった。洗浄液としては、ＥＳＣ-Ｊ８００Ｔ（（株）三洋化成工業）を純水で希釈したものを用いた。
【００５２】
洗浄薬液による研磨の後、図４に示したように半導体基板１０を研磨布３１上から洗浄ユニット（図示せず）に移送する。本実施例では、薬液３４として樹脂粒子を含む泡状の薬液を用い、図６に示すような薬液供給ノズル５４を用いて泡状にした薬液３４を被処理面１０ａに連続的に供給し、被処理面１０ａに薬液３４を付着させたまま研磨布３１上から洗浄ユニットまで移送する。
【００５３】
半導体基板１０の被処理面１０ａに付着した液状の薬液３４等は、特に被処理面１０ａが下方に向いた状態で半導体基板１０を移送する間に、移送中の慣性によって被処理面１０ａから脱落しやすいのに対し、被処理面１０ａに付着した泡状の薬液３４は、液状の薬液３４等に比較して被処理面１０ａに対する接着力が高く移送中の被処理面１０ａから脱落しにくくなる。従って、液状ではなく泡状の薬液３４を半導体基板１０の被処理面１０ａに付着させて、半導体基板１０を研磨布３１から洗浄ユニット３０へ移送することで、移送中の被処理面１０ａの乾燥を抑制し、被処理面１０ａへのダストの吸着を低減することができる。
【００５４】
薬液３４中の樹脂粒子の平均粒径が１０００ｎｍを超えるとＣＭＰ装置に付着した薬液３４が乾燥し、樹脂粒子自身がダストの原因となる。また平均粒子径が５０ｎｍ未満では、樹脂粒子自体の状態が不安定になる。そのため樹脂粒子の平均粒径は、５０ｎｍから１０００ｎｍが好ましい。
【００５５】
なお、本実施例による洗浄後の半導体基板１０の被処理面１０ａを欠陥評価装置で観察すると、ダストの量は２１個／基板、ウォーターマークは４個／基板であった。従って、本実施例の半導体装置の製造方法によれば、上述した従来の半導体装置の製造方法よりも、半導体基板１０の被処理面１０ａを清浄に維持することができることがわかる。
【００５６】
さらに、薬液３４として、アルキルベンゼン鎖を有する界面活性剤を含む薬液に樹脂粒子を含有した薬液、又は曇天が３０℃〜４０℃の非イオン性界面活性剤を含む薬液に樹脂粒子を含有した薬液を用いてもよい。例えば、薬液としてドデシルベンゼンスルホン酸カリウム水溶液に樹脂粒子を含有し泡状にしたものを用いて、同様の観察を行うと、ダストの量は５個／基板、ウォーターマークは０個／基板であった。
【００５７】
本実施例に係る樹脂としては、例えば、ＰＭＭＡなどのメタクリル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂等を用いればよい。
【００５８】
また、本発明の各実施例の絶縁膜１１、５１、５２は、例えば、シリコン酸化膜や低誘電率絶縁膜であるＳｉＯＦ、水素含有ＳＯＧ、有機ＳＯＧ等でもよい。
【００５９】
本発明の各実施例の薬液供給方法では、図４に示したように、半導体基板１０を研磨布３１上で研磨した後、研磨布３１上に当接している半導体基板１０の被処理面１０ａの一部が、研磨布３１上から離れた直後に薬液供給装置２７により被処理面１０ａに連続的に薬液３４を供給し、被処理面１０ａに薬液３４を付着させながら洗浄ユニットまで移送するが、図７に示すように、半導体基板１０を研磨処理した後、半導体基板１０の移送を開始する前に、半導体基板１０の被処理面１０ａに研磨布３１上方の薬液供給ノズル３６から第二の薬液３５を付着させる工程を加えてもよい。また研磨布３１上で半導体基板１０に付着させる第二の薬液３５は、アルキルベンゼン鎖を有する界面活性剤、曇天が３０℃〜４０℃の非イオン性界面活性剤、樹脂粒子のうち少なくとも一つを含む薬液であればよい。
【００６０】
また各実施例では、図４に示したように、研磨布３１上で研磨した半導体基板１０が研磨布３１上から移送開始してから洗浄ユニットにて洗浄を開始するまでの間、被処理面１０ａに連続して薬液３４を供給することで被処理面１０ａに薬液３４を付着させているが、研磨布３１上から洗浄ユニットまで移送する間、被処理面１０ａに薬液が付着した状態を維持するのであれば、被処理面への薬液の供給は、連続的である必要はなく断続的でもよい。
【００６１】
例えば、半導体基板１０の研磨布３１上から洗浄ユニットまでの移送の間、半導体基板１０の被処理面１０ａが下方に向けられている状態においては、被処理面１０ａに付着した薬液３４が慣性の影響を受けて被処理面１０ａから脱落しやすくなるため、被処理面１０ａが下方に向けられて移送されている間のみ薬液３４を被処理面１０ａに連続的に供給して、被処理面１０ａの乾燥を防止してもよい。
【００６２】
またこのときにおいても、半導体基板１０を移送する前に、半導体基板１０の被処理面１０ａに研磨布３１上で第二の薬液３５を付着させる工程を加えてもよい。
【００６３】
さらに各実施例では、図４に示したように研磨布３１上で研磨した半導体基板１０が研磨布３１上から洗浄ユニットへ移送されるまでの間、半導体基板１０の移送に連動して薬液供給装置２７も移動させ、被処理面１０ａに連続的に薬液３４を供給しているが、図８に示すように、薬液供給装置２７を半導体基板１０の移送に連動させることなく所定位置に固定し、薬液供給装置２７から薬液３４を被処理面１０ａに供給し、被処理面１０ａに薬液３４を付着させながら研磨布３１上から洗浄ユニットまで移送してもよい。このとき、半導体基板１０を移送する前に、半導体基板１０の被処理面１０ａに研磨布３１上で第二の薬液３５を付着させる工程を加えてもよい。
【００６４】
本発明の各実施例は、本発明をダマシン配線の形成方法に適用した例であるが、例えば、ゲート電極あるいは絶縁膜等の平滑化にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【図２】本発明の各実施例に係る半導体装置の製造方法に用いられるＣＭＰ装置の構成を示す概略図。
【図３】本発明の各実施例のＣＭＰ装置におけるＣＭＰ部の構成を概略的に示す斜視図。
【図４】本発明の各実施例に係る半導体装置の製造方法において、移送中の半導体基板の被処理面に薬液を付着させる方法を示す概略図。
【図５】本発明の実施例２および実施例３に係る半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【図６】本発明の実施例３に係る半導体装置の製造方法において、移送中の半導体基板の被処理面に薬液を泡状にして供給するノズルの概略図。
【図７】本発明の各実施例に係る半導体装置の製造方法において、第二の薬液を被処理面に付着させる方法を示す概略図。
【図８】本発明の各実施例に係る半導体装置の製造方法において、移送中の半導体基板の被処理面に薬液を付着させるさらに他の方法を示す概略図。
【符号の説明】
【００６６】
１０    半導体基板；
１０ａ  被処理面
１１    絶縁膜；
１３    配線材料膜；
１４    溝；
２１    ＣＭＰ部；
２２    洗浄部；
２７    薬液供給装置；
３０    洗浄ユニット；
３１    研磨布；
３４    第一の薬液；
３５    第二の薬液；
５１    第１の絶縁膜；
５２    第２の絶縁膜；
５４    薬液供給ノズル；
【図１】
2007123782.tif 000003
【図２】
2007123782.tif 000004
【図３】
2007123782.tif 000005
【図４】
2007123782.tif 000006
【図５】
2007123782.tif 000007
【図６】
2007123782.tif 000008
【図７】
2007123782.tif 000009
【図８】
2007123782.tif 000010