(57)【要約】【課題】半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去することによりパーティクルの発生を抑制した半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るの半導体装置の製造方法は、半導体ウエハ１０の表面に熱酸化法又はＣＶＤ法により膜を成膜することにより、前記半導体ウエハのエッジ部１０ａにも前記膜が成膜される工程と、前記半導体ウエハのエッジ部に研磨材１２を吹き付けることにより、前記エッジ部に成膜された膜を研磨して除去する工程と、を具備することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを回転させながら前記半導体ウエハのエッジ部に研磨材を吹き付けることにより、前記エッジ部に成膜された膜を研磨して除去することを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
半導体ウエハの表面に熱酸化法又はＣＶＤ法により膜を成膜することにより、前記半導体ウエハのエッジ部にも前記膜が成膜される工程と、
前記半導体ウエハのエッジ部に研磨材を吹き付けることにより、前記エッジ部に成膜された膜を研磨して除去する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハを洗浄する工程と、前記半導体ウエハを熱処理する工程とをさらに具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハを洗浄する工程と、前記半導体ウエハに液浸露光を行う工程とをさらに具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項において、前記研磨材は、粒径が１〜５０μｍの重曹であることを特徴とする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、研磨方法及び半導体装置の製造方法に係わり、特に、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去するための研磨方法、また、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去することによりパーティクルの発生を抑制した半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３（Ａ）は、従来の半導体ウエハを示す断面図である。
図３（Ａ）に示す半導体ウエハ１０は、シリコン基板に例えばトランジスタのような半導体素子を形成し、半導体素子の上に例えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜上に配線を形成し、最上層の配線上に例えばシリコン窒化膜からなるパッシベーション膜を形成し、パッシベーション膜にパッド開口部を形成した後の半導体ウエハであり、前工程を終了した後の半導体ウエハである。
【０００３】
上記の前工程には、シリコン基板を熱酸化する工程、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によりシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を形成する工程などがあり、これらの工程によって半導体ウエハ１０のべべル部（ウエハエッジ部）１０ａにも熱酸化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの膜２１が成膜されてしまう（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
上述したように酸化膜や窒化膜などの膜２１がウエハエッジ部１０ａに成膜された状態の半導体ウエハ１０を熱処理炉に挿入してシンター処理を行うと、図３（Ｂ）に示すように、シンター処理による熱応力によってストレスの高い厚い膜２１ａが剥がれることがある。この剥がれた膜２１ａがパーティクルの原因となる。
【０００５】
そこで、上記のようなパーティクルの発生を防止するために、シンター処理を行う前に、研磨、ドライエッチング、ウェットエッチングによる膜２１の除去方法が考えられる。
【０００６】
研磨による除去方法は、半導体ウエハ１０のエッジ部１０ａにスラリーを吐出しながら研磨パッドで前記膜２１を研磨することにより、半導体ウエハのエッジ部１０ａから膜２１を除去する方法である。しかし、この方法では、半導体ウエハのノッチの部分の膜２１を除去することが困難であること、スラリー及び研磨パッドの廃棄のコストが高いこと、スラリー又は研磨パッドからパーティクルが発生することなどの問題が残る。
【０００７】
ドライエッチングによる除去方法は、半導体ウエハ１０のエッジ部１０ａの膜２１をプラズマエッチング法により除去する方法である。しかし、この方法では、膜の種類によってはエッチング不良が起こることがあること、半導体ウエハにプラズマダメージを与えてしまうおそれがあることなどの問題が残る。
【０００８】
ウェットエッチングによる除去方法は、半導体ウエハ１０のエッジ部１０ａの膜２１をエッチング液により除去する方法である。しかし、この方法では、膜の種類によってはエッチング不良が起こることなどの問題が残る。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１２０９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように酸化膜や窒化膜などの膜２１がウエハエッジ部１０ａに形成されると、その後の工程で前記膜２１が剥がれることがあり、この剥がれた膜２１ａがパーティクルの原因となる。
【００１１】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去するための研磨方法、また、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去することによりパーティクルの発生を抑制した半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係る研磨方法は、半導体ウエハを回転させながら前記半導体ウエハのエッジ部に研磨材を吹き付けることにより、前記エッジ部に成膜された膜を研磨して除去することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハの表面に熱酸化法又はＣＶＤ法により膜を成膜することにより、前記半導体ウエハのエッジ部にも前記膜が成膜される工程と、
前記半導体ウエハのエッジ部に研磨材を吹き付けることにより、前記エッジ部に成膜された膜を研磨して除去する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００１４】
上記半導体装置の製造方法によれば、半導体ウエハのエッジ部に研磨材を吹き付けることによって前記エッジ部に成膜されている膜を研磨除去している。このため、この後の工程で前記エッジ部に成膜された膜が剥がれることを防止でき、その結果、膜が剥がれることに起因するパーティクルの発生を抑制できる。
【００１５】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハを洗浄する工程と、前記半導体ウエハを熱処理する工程とをさらに具備することも可能である。
【００１６】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハを洗浄する工程と、前記半導体ウエハに液浸露光を行う工程とをさらに具備することも可能である。
【００１７】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記研磨材は、粒径が１〜５０μｍの重曹であることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態による研磨方法を行う研磨装置を模式的に示す断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す研磨装置の平面図である。図２は、図１に示す半導体ウエハの一部を示す断面図である。
【００１９】
まず、図２に示すように、シリコン基板１０上にＬＯＣＯＳ法によりＬＯＣＯＳ酸化膜３を形成する。次いで、このＬＯＣＯＳ酸化膜３の内側に位置するシリコン基板１０上に熱酸化法によりゲート酸化膜４を形成する。シリコン基板１０には複数種類のトランジスタを形成するため、各種類によってゲート酸化膜の膜厚を変更して異なる膜厚のゲート酸化膜を形成する。具体的には、シリコン基板１１に熱酸化（ゲート酸化）工程と酸化膜除去工程を繰り返す。この際、半導体ウエハ（シリコン基板）１０のエッジ部にも熱酸化膜が形成される。
【００２０】
次に、ゲート酸化膜４を含む全面上にＣＶＤ法によりポリシリコン膜を堆積し、このポリシリコン膜をパターニングにすることにより、ゲート酸化膜４上にはポリシリコン膜からなるゲート電極５が形成される。次いで、このゲート電極５及びＬＯＣＯＳ酸化膜３をマスクとして不純物をイオン注入することにより、シリコン基板１０にはＬＤＤ領域７が形成される。
【００２１】
次いで、ゲート電極５を含む全面上にシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜をＣＶＤ法により堆積し、このシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜をエッチバックすることにより、ゲート電極５の側壁にはサイドウォール６が形成される。次いで、このサイドウォール６及びゲート電極５をマスクとして不純物をイオン注入することにより、シリコン基板１０にはソース・ドレイン領域８が形成される。
【００２２】
この後、ゲート電極５を含む全面上にシリコン酸化膜からなる第１の層間絶縁膜２２をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハのエッジ部にも第１の層間絶縁膜が成膜される。
【００２３】
次いで、第１の層間絶縁膜２２上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第１の層間絶縁膜２２をエッチングすることにより、第１の層間絶縁膜２２にゲート電極６及びソース・ドレイン領域８それぞれの上に位置するコンタクトホール２２ａが形成される。
【００２４】
次いで、コンタクトホール２２ａ内及び第１の層間絶縁膜２２上にＷ膜をスパッタリング法により堆積する。次いで、第１の層間絶縁膜２２上に存在するＷ膜をＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)又はエッチバックで除去することにより、コンタクトホール２２内には第１のＷプラグ９が埋め込まれる。次いで、第１のＷプラグ９及び第１の層間絶縁膜２２の上にスパッタリング法によりＡｌ合金膜を堆積し、このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、第１のＷプラグ９及び第１の層間絶縁膜２２上には第１のＡｌ合金配線３０が形成される。
【００２５】
次に、第１のＡｌ合金配線３０及び第１の層間絶縁膜２２の上にシリコン酸化膜からなる第２の層間絶縁膜２３をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハのエッジ部にも第２の層間絶縁膜が成膜される。
【００２６】
次いで、第２の層間絶縁膜２３上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第２の層間絶縁膜２３をエッチングすることにより、第２の層間絶縁膜２３には第１のＡｌ合金配線３０上に位置する第１のビアホール２３ａが形成される。
【００２７】
次いで、第１のビアホール２３ａ内及び第２の層間絶縁膜２３上にＷ膜をスパッタリング法により堆積する。次いで、第２の層間絶縁膜２３上に存在するＷ膜をＣＭＰ又はエッチバックで除去することにより、第１のビアホール２３ａ内には第２のＷプラグ２６が埋め込まれる。次いで、第２のＷプラグ２６及び第２の層間絶縁膜２３の上にスパッタリング法によりＡｌ合金膜を堆積し、このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、第２のＷプラグ２６及び第２の層間絶縁膜２３の上には第２のＡｌ合金配線２７が形成される。
【００２８】
この後、第２のＡｌ合金配線２７及び第２の層間絶縁膜２３の上にシリコン酸化膜からなる第３の層間絶縁膜２４をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハのエッジ部にも第３の層間絶縁膜が成膜される。
【００２９】
次いで、第３の層間絶縁膜２４上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第３の層間絶縁膜２４をエッチングすることにより、第３の層間絶縁膜２４には第２のＡｌ合金配線２７上に位置する第２のビアホール２４ａが形成される。
【００３０】
次いで、第２のビアホール２４ａ内及び第３の層間絶縁膜２４上にＷ膜をスパッタリング法により堆積する。次いで、第３の層間絶縁膜２４上に存在するＷ膜をＣＭＰ又はエッチバックで除去することにより、第２のビアホール２４ａ内には第３のＷプラグ２８が埋め込まれる。次いで、第３のＷプラグ２８及び第３の層間絶縁膜２４の上にスパッタリング法によりＡｌ合金膜を堆積し、このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、第３のＷプラグ２８及び第３の層間絶縁膜２４の上にＡｌパッド２９が形成される。
【００３１】
次いで、Ａｌパッド２９及び第３の層間絶縁膜２４の上にシリコン窒化膜からなるパッシベーション膜２５をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハのエッジ部にもパッシベーション膜が成膜される。次いで、このパッシベーション膜２５上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとしてパッシベーション膜２５をエッチングすることにより、このパッシベーション膜２５にはＡｌパッド２９を露出させるパッド開口部２５ａが形成される。
【００３２】
このようにパッド開口部２５ａを形成する工程まで施された半導体ウエハのエッジ部には、前述したように熱酸化膜、ＣＶＤ法によるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などが成膜されている。
【００３３】
次に、上記のように半導体ウエハのエッジ部に成膜された熱酸化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの膜を除去する工程を行う。具体的には、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、半導体ウエハのエッジ部を研磨装置によって研磨する工程を行う。この研磨装置について以下に詳述する。
【００３４】
図１（Ａ），（Ｂ）に示す研磨装置は、半導体ウエハ１０を保持する保持カバーを有している。この保持カバーは下部カバー１９ａと上部カバー１９ｂからなり、下部カバー１９ａと上部カバー１９ｂとの間に半導体ウエハ１０を挟みこんで保持するものである。下部カバー１９ａ及び上部カバー１９ｂそれぞれの外側面には研磨材受け部２０ａ，２０ｂが取り付けられており、研磨材受け部２０ａ，２０ｂは、下部カバー１９ａ及び上部カバー１９ｂそれぞれから取り付け取り外し可能に構成され、交換可能とされている。なお、本実施の形態では、研磨材受け部を取り付けているが、研磨剤受け部を取り付けない構成とすることも可能である。
【００３５】
また、研磨装置は、保持カバーを回転させる回転軸１１を有しており、この回転軸１１は回転駆動機構（図示せず）に接続されている。この回転駆動機構によって回転軸１１を矢印のように回転させることができるようになっている。
【００３６】
また、研磨装置は研磨材１２を噴出するノズル１３を有しており、このノズル１３には研磨材１２を供給するため供給経路１３ａが設けられている。ノズル１３内には、矢印１４のように高圧空気が供給され、供給経路１３ａから矢印１５のように研磨材１２が供給されるように構成されている。また、研磨装置は、ノズル１３を矢印１６のように移動させる移動機構（図示せず）を有している。
【００３７】
ノズル１３から噴射する研磨材１２は、粒径が１〜５０μｍの重曹を用いることが好ましい。重曹とは、炭酸水素ナトリウムまたは重炭酸ソーダ（ＮａＨＣＯ３）である。重曹は水溶性の研磨材であり人体に無害である。
【００３８】
次に、上記研磨装置によって半導体ウエハ１０のエッジ部１０ａを研磨する方法について説明する。
【００３９】
まず、半導体ウエハ１０を保持カバーによって保持する。即ち、下部カバー１９ａと上部カバー１９ｂとの間に半導体ウエハ１０を挟みこんで保持する。このように保持された半導体ウエハ１０は、そのウエハエッジ部１０ａが露出される。
【００４０】
次いで、回転駆動機構によって回転軸１１を回転させることにより、保持カバーとともに半導体ウエハ１０を矢印１７のように回転させる。
【００４１】
次いで、ノズル１３を移動機構によって矢印１６のように移動させながらブラスト法によりノズル１３から高圧空気とともに研磨材１２を半導体ウエハ１０のエッジ部１０ａに噴出させる。これによって、半導体ウエハのエッジ部に成膜されている膜に研磨材１２が吹き付けられて研磨され、それによりエッジ部１０ａに成膜されている膜が除去される。この際、研磨材１２は、半導体ウエハのエッジ部１０ａ及び研磨材受け部２０ａ，２０ｂに主に吹き付けられ、下部カバー１９ａ及び上部カバー１９ｂにはほとんど吹き付けられない。言い換えると、研磨材受け部２０ａ，２０ｂによって下部カバー１９ａ及び上部カバー１９ｂを研磨材１２から保護している。従って、研磨材受け部２０ａ，２０ｂが研磨材１２によって研磨されるので、研磨材受け部２０ａ，２０ｂを定期的に交換することが好ましい。
【００４２】
この後、研磨装置の保持カバーから半導体ウエハ１０を取り出し、この取り出した半導体ウエハ１０を水洗する。これにより、半導体ウエハのエッジ部に付着した研磨材及び除去された膜などが洗い流される。次いで、半導体ウエハ１０を乾燥する。
【００４３】
次に、半導体ウエハ１０を熱処理炉に挿入し、Ａｌの活性化などを目的とするシンター処理を行う。このシンター処理は、例えば４００℃の温度に３０分間保持する条件で行う。
【００４４】
上記実施の形態によれば、シンター処理前に、半導体ウエハ１０のエッジ部１０ａに研磨材１２の重曹を吹き付けることによって前記エッジ部に成膜されている膜を重曹で研磨除去している。このため、熱処理炉に挿入して半導体ウエハのシンター処理を行う際に、シンター処理による熱応力によって前記エッジ部１０ａに成膜された膜が剥がれることを防止できる。その結果、膜が剥がれることに起因するパーティクルの発生を抑制できる。
【００４５】
また、上記実施の形態では、半導体ウエハのエッジ部にスラリーを吐出しながら研磨パッドで前記エッジ部を研磨する従来の方法を用いた場合のスラリーと研磨パッドの廃棄コストに比べて、研磨材の廃棄コストを低減できるとともに、半導体ウエハのノッチ１０ｂに成膜された膜を容易に且つ確実に研磨除去することができる。
【００４６】
また、上記実施の形態では、半導体ウエハのエッジ部の膜をプラズマエッチング法により除去する従来の方法を用いた場合に比べて、種々の膜でも除去できるので膜種の影響を受けず、半導体ウエハにプラズマダメージを与えることもなく、レジスト膜を用いる必要もない。
【００４７】
また、上記実施の形態では、半導体ウエハのエッジ部の膜をエッチング液により除去する従来の方法を用いた場合に比べて、種々の膜でも除去できるので膜種の影響を受けず、レジスト膜を用いる必要もない。
【００４８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、パッシベーション膜にパッド開口部を形成した後に半導体ウエハのエッジ部を研磨しているが、パッシベーション膜にパッド開口部を形成する前に半導体ウエハのエッジ部を研磨し、その後にパッシベーション膜にパッド開口部を形成することも可能である。
【００４９】
また、上記実施の形態では、シンター処理の前に半導体ウエハのエッジ部を研磨しているが、これに限定されるものではなく、半導体ウエハのエッジ部で発生するパーティクルが問題となる工程の前に半導体ウエハのエッジ部を研磨することも可能であり、例えば、液浸露光工程の前に半導体ウエハのエッジ部を研磨することも可能である。ここでいう液浸露光工程とは、露光装置の投影レンズと半導体ウエハの間を超純水で満たすことにより、同じ角度の光でも投影レンズの開口率（Ｎ．Ａ．）を大きくして半導体の微細化に対応した露光技術を用いた露光工程である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態による研磨方法を行う研磨装置を模式的に示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す研磨装置の平面図。
【図２】図１に示す半導体ウエハの一部を示す断面図。
【図３】（Ａ）は、従来の半導体ウエハを示す断面図であり、（Ｂ）は半導体ウエハのエッジ部から膜が剥がれる様子を示す断面図。
【符号の説明】
【００５１】
３…ＬＯＣＯＳ酸化膜、４…ゲート酸化膜、５…ゲート電極、６…サイドウォール、７…ＬＤＤ領域、８…ソース・ドレイン領域、９…第１のＷプラグ、１０…半導体ウエハ（シリコン基板）、１０ａ…ベベル部（ウエハエッジ部）、１０ｂ…ノッチ、１１…回転軸、１２…研磨材、１３…ノズル、１３ａ…供給経路、１４〜１８…矢印、１９ａ…下部カバー、１９ｂ…上部カバー、２０ａ，２０ｂ…研磨材受け部、２１…ウエハエッジ部に成膜された膜、２１ａ…剥がれた膜、２２…第１の層間絶縁膜、２２ａ…コンタクトホール、２３…第２の層間絶縁膜、２３ａ…第１のビアホール、２４…第３の層間絶縁膜、２４ａ…第２のビアホール、２５…パッシベーション膜、２５ａ…パッド開口部、２６…第２のＷプラグ、２７…第２のＡｌ合金配線、２８…第３のＷプラグ、２９…Ａｌパッド、３０…第１のＡｌ合金配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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