JP2005109094A - 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光腐食性金属のウエット処理における光腐食防止の向上を図る。
【解決手段】 ＣＭＰ装置１００ａで、ウエハ上に形成されたＣｕ埋め込み配線部の光腐食の防止を、照度管理するために、ウエット処理を行う研磨部１０、洗浄・乾燥部２０内に、照度計Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７を配置する。各々の照度計は、制御ユニット６０に接続されている。制御ユニット６０から、いずれかの照度計で５０ルクスを越える明るさを検知した場合には、装置インターロック７０に指令が送られ、５０ルクスを越えた処理部でのウエット処理を停止するようにする。停止に際しては、継続中の処理を完了させることで、処理を即座に中断させる場合に比べて、面倒なリセット操作を回避する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ウエハ上に形成され、濡れた状態で光により腐食する光腐食性金属の化学的機械的研磨等のウエット処理における光腐食防止管理を、照度に基づいて行う技術である。

以下に説明する技術は、本発明を完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。

半導体装置の製造においては、ウエハ上に形成される積層膜として種々の金属が使用される。かかる金属のうち、ある種の金属では、濡れた状態で光に当ることにより電気化学的腐食（電解腐食）が起こる。

例えば、アルミニウム（Ａｌ）よりもエレクトロマイグレーション耐性が高く、電気抵抗も小さい配線用導電性金属としての銅（Ｃｕ）がその代表的なものである。すなわち、Ｃｕはダマシン法による配線形成プロセスでＣｕ配線として用いられるが、かかる配線プロセスでは、スラリーを用いた化学的機械的研磨（ＣＭＰ）によりＣｕ膜研磨が行われる。その際、ｐｎ接合のｐ（＋）側に接続されたＣｕ配線は、スラリーに濡れた状態で光に当ると、Ｃｕ配線表面からＣｕイオンが解離して配線腐食が発生する。

そこで、かかる化学的機械的研磨におけるＣｕ配線腐食を防止すべく、濡れた状態のＣｕ配線に光が照射されないように、各種の遮光対策が提案されている。例えば、ウエハＣＭＰ、ブラシ洗浄、取り外し、及びリンス用のツールで用いる箱やカーテン等に遮光外皮を施すことにより、Ｃｕ配線の光腐食を防止する提案がある（特許文献１参照）。

また、化学的機械的研磨処理後の防蝕処理を施した後、後洗浄までの間、一時的に保管する際の浸漬槽（ストッカー）の周囲を遮光シート等で被覆したり、防蝕処理部から後洗浄処理部に至る迄の搬送経路、あるいは搬送経路と後洗浄処理部の双方を、あるいは防蝕処理部、浸漬処理部、後洗浄処理部の全体を遮光構造として、光腐食を防ぐ提案もある（特許文献２参照）。

現在使用されている化学的機械的研磨装置においても、研磨部には遮光板開閉インターロック機構が設けられ、動作時にはウエハの研磨部側は遮光板が閉じて、手が入らないように、且つ遮光されるようにした安全対策を加味した遮光対策が施されている。
特開平１１−２７４１１４号公報（[００３０]、図１参照） 特開２０００−４０６７９号公報（[００８９]、図１２参照）

ところが、上記遮光技術においては、以下の課題があることを本発明者は見出した。

すなわち、これまで提案されてきた防蝕対策は、前述の如く、光を当てないようにする遮光対策に留まるもので、かかる遮光対策が破られた場合に対する最善の対処はどうあるべきか、あるいは、遮光対策が破られそうな事態を如何に早く察知して不良の作り込みをどのようにして最小に抑えるか等に立脚した視点での対策は施されていなかった。

例えば、現行の化学的機械的研磨装置に搭載されている遮光板開閉インターロック機構では、何らかのトラブルで万が一閉じていた遮光板が開いた場合には、インターロック機構が即座に作動して化学的機械的研磨が中断される。遮光板が開いた時点で、即座に化学的機械的研磨が中断されるため、万が一にも手等が入った場合でもその安全が素早く確保され、且つ、それ以上の不良の作り込みが防止される点で優れた機構である。

しかし、現場サイドでは、突然に処理作業が中断すると、中断原因を処置して再稼働させるに際して、面倒なリセット操作を行わなくてはならない。場合によっては、中断していた作業を取り敢えず終了させた状態でないと原因究明が行えず、インターロック機構を解除して中断処理を最後まで続行させなければならない事態も発生する。

本発明者は、現行の装置に見られるように事故発生即処理中断も一つの対処方法として有効ではあるが、しかし、人の安全面に関わる事態でなければ、リセット、再稼働までの手間等を考慮したもっと合理的な対処方法もあるのではないかと考えた。

また、かかる遮光板開閉インターロック機構では、原則、稼働している最中には、遮光板が開かない限りイタンーロック機構は機能せず、例えば、研磨工程監視用に設けられる小窓が誤って開けられた場合、あるいは、遮光部に隙間等があって光が漏れる等の不備があっても、そのまま稼働してしまい、オペレータの気付かない内に大量の不良品が作り込まれる虞が十分にある。すなわち、上記遮光板開閉インターロック機構では、遮光板の隙間、遮光板以外からの光漏れ等には、対処することができない。

また、特許文献１、２に提案の如く、装置等を遮光構造とするだけでは、遮光構造が破られたか否かは、作り込まれた製品の検査時における腐食不良が発見されて初めて分かることで、事故発生から装置停止等の対処までタイムラグが発生することとなる。かかる状態では、事故発生に対して求められる迅速な対応は行えず、タイムラグの発生する分、不良の作り込みが増えることとなる。

そこで、本発明者は、単に光を当てないようににする遮光構造を採用するだけではなく、遮光構造を採用すると共に、何時遮光構造が破られたかリアルタイムに監視できる照度管理が必要と考えた。

本発明の目的は、光腐食性金属のウエット処理における光腐食を防止するために、ウエット処理の照度管理をすることにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

半導体装置製造における光腐食性金属のウエット処理で、照度管理を行う。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

光腐食性金属のウエット処理において照度管理を行うことにより、半導体装置の配線プロセス等における銅等の金属の光による腐食不良を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

また、本明細書において、光腐食性金属とは、ｐｎ接合のｐ（＋）側に接続された状態で、濡れた状況下、光照射によりイオンが解離して、光電池作用に基づく電気化学的腐食（電解腐食）が発生する金属を言うものとする。例えば、半導体装置の配線に使用される銅（Ｃｕ）等が挙げられる。

本明細書においてウエット処理とは、ウエハの化学的機械的研磨処理、洗浄処理等、ウエハを湿式状態で、即ち濡れた状態で処理するものを言うものとする。

本実施の形態では、ウエハ上の光腐食性金属を濡れた状態で処理するウエット処理を行う半導体製造装置について説明する。以下の説明では、かかる半導体製造装置を、ＣＭＰ装置（化学的機械的研磨装置）等のウエット処理装置に構成した場合について説明する。図１は、多プラテン装置構成とした本発明に係るＣＭＰ装置の全体構成を示す説明図である。

ＣＭＰ装置１００ａに構成された半導体製造装置１００は、図１に示すように、研磨部１０、洗浄・乾燥部２０、搬入・搬出部３０、膜厚測定部４０を有している。ウエハの受け渡し用に、ロボットＲ１、Ｒ２も設けられている。

研磨部１０には、第１プラテン１１、第２プラテン１２、第３プラテン１３が、回転ヘッド機構部１４を中心にして同一円周上に固定して設けられ、多プラテン装置構成となっている。ロボットＲ１とのウエハの受け渡し箇所には、研磨用ウエハステーション１１ａ、研磨終了用ウエハステーション１３ａがそれぞれ設けられている。

回転ヘッド機構部１４には、各々独立してモータ回転及び上下動可能なウエハキャリア１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが設けられている。回転ヘッド機構部１４の回転により、各々のウエハキャリア１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが、位置固定された第１プラテン１１、第２プラテン１２、第３プラテン１３等を順に、一定のタクトタイムで巡ることができるようになっている。

各々のプラテンでは、図２に示すように、その上に研磨パッドが設けられ、かかる研磨パッド上に研磨用スラリーを供給するスラリー供給ライン１５、研磨パッドのコンディショニングを行うパッドコンディショナ１６がそれぞれ配置されている。

例えば、第１プラテン１１側では、図２に示すように、モータＭ１により回転させられるプラテン（定盤とも言う）１１ｂに研磨パッド５１が設けられている。研磨パッド５１の表面に対して、ウエハＷを回転可能に保持する回転ヘッド機構部１４が設けられている。回転ヘッド機構部１４では、モータＭ２により回転するウエハキャリア１４ａにキャリアパッド５２を介してウエハＷの研磨面を対面配置させることができるようになっている。研磨パッド５１の上方には、スラリー供給ライン１５に繋がったスラリー供給口１５ａが設けられている。

パッドコンディショナ１６側では、上下、左右に移動可能に構成したアーム１６ｂの先端に、回転可能に構成したドレッサ１６ａが保持されている。ドレッサ１６ａは、研磨パッド５１のコンディショニングに際して、研磨パッド５１の側方の待機位置から、アーム１６ｂにより研磨パッド５１側に移動させることができるようになっている。

このように構成された研磨部１０は、周囲が遮光性部材で囲われ、研磨部１０内には外部から光が射し込まないように構成されている。さらに、研磨部１０内には、照度監視手段として、照度センサーが設けられている。

例えば、図１に示すように、照度監視手段の照度センサーとしては、照度計Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が４隅に設けられ、研磨部１０内の明るさをモニターして、研磨部１０内の照度監視が常時行えるようになっている。

ロボットＲ１を介して研磨部１０の隣には、図１に示すように、研磨部１０で化学的機械的研磨が終了したウエハを後洗浄する洗浄・乾燥部２０が設けられている。洗浄・乾燥部２０は、インプットステーション２１、パススルー２２、超音波洗浄部２３、ブラシ洗浄部２４、２５、乾燥部２６、アウトプットステーション２７を有している。

かかる洗浄・乾燥部２０では、各処理部の下方は互いに仕切られて個別に区画されているが、上方はそのまま互いに空間が繋がった構成となっており、ロボットＲ２で各処理部から次の処理部へのウエハの搬送が容易に行えるようになっている。

かかる構成の洗浄・乾燥部２０は、各処理部を内包した状態でその周囲が遮光性部材で囲われ、洗浄・乾燥部２０内には外部から光が射し込まないようになっている。洗浄・乾燥部２０内には、図１に示すように、複数箇所に、照度計Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７が設けられている。図１では、光射し込みの原因個所と成り易いインプットステーション２１、アウトプットステーション２７に、特に、照度計Ｌ５、Ｌ７を配置した場合を示す。勿論、照度計を各処理部毎に設けるようにしても一向に構わない。

研磨部１０、洗浄・乾燥部２０内のそれぞれに配置された照度計Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７は、図１に示すように、それぞれ制御ユニット６０に接続され、研磨部１０、洗浄・乾燥部２０内での照度監視が行われている。さらに、制御ユニット６０は、ウエット処理を行う機構部の停止を行うロック手段としての装置インターロック７０に接続されている。

照度計Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７のいずれかで、モニターしている照度が所定照度を越えた場合には、制御ユニット６０内の図示はしないが制御コンピュータにより異常と判断され、研磨部１０、洗浄・乾燥部２０の処理を停止するように装置インターロック７０への作動命令が出される。

インターロックの作動要否の基準となる上記所定照度としては、例えば、１００ルクス、より好ましくは５０ルクスが考えられる。例えば、５０ルクスを越えたら、異常照度と判定して、装置インターロックが作動するようにすればよい。

装置インターロック７０は制御ユニット６０からの作動命令を受けて作動し、例えば、５０ルクスを越えた異常照度が確認された側の装置停止を行う。インターロック７０による装置停止は、例えば、インターロック７０側からの電気信号等で装置機構部側の駆動スイッチをＯＦＦにする等して行えばよい。

研磨部１０、洗浄・乾燥部２０は、それぞれ独立に稼働、停止できるように構成され、研磨部１０内のみの照度異常に際しては洗浄・乾燥部２０は処理が停止されないようになっている。洗浄・乾燥部２０内のみの照度異常に関しても同様に、研磨部１０の処理は停止されない。

しかし、研磨部１０、洗浄・乾燥部２０のいずれか一方における光射し込みが、他方に影響する場合には、照度計Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７のいずれかで５０ルクスを越える照度異常を検知した時点で、研磨部１０、洗浄・乾燥部２０側でのウエット処理の停止を行えばよい。

このようにして、照度異常により装置インターロック７０が作動して、ウエット処理は停止されるが、本発明におけるウエット処理の停止措置は、照度異常が照度計により確認された時点で処理が即時に中断するのではなく、継続している当面の処理はその処理が終了するまで継続処理させて、継続中の処理を一旦終了させた後で、その処理を停止させるようになっている。

かかる停止措置を採用した理由は、ウエット処理を即時中断した場合には、装置が中途半端な状態で緊急停止されることとなり、往々にして運転再開に際しての面倒なリセット操作、作業を行わなければならず、かかる面倒なリセット操作等を回避するためである。当面の処理を即中断させることなく、継続処理させてその処理が完了した時点で停止させれば、正常状態で装置停止が行われるため、面倒なリセット操作、作業を回避することができる。

上記の如く継続中の処理は終了まで続行処理が許容されるが、しかし、照度異常が発生した時点での新たなウエット処理は開始されないようになっている。例えば５０ルクスを越える異常照度が照度計により確認された時点で、ウエハの化学的機械的研磨が行われている場合には、継続中の化学的機械的研磨は終了するまで続行され、化学的機械的研磨が終了した時点で化学的機械的研磨処理は停止される。

かかる照度管理がなされた研磨部１０、洗浄・乾燥部２０を有する図１に示すＣＭＰ装置１００ａでは、洗浄・乾燥部２０側に、洗浄・乾燥処理が終了したウエハの膜厚計測を行う膜厚測定部４０、膜厚測定が終了したウエハを搬出したり、あるいは化学的機械的研磨を行うためにＣＭＰ装置１００ａに新たなウエハを搬入したり等する搬入・搬出部３０が設けられている。

次に、かかる構成のＣＭＰ装置１００ａ（１００）を用いて、照度管理下、化学的機械的研磨、後洗浄等のウエット処理を行って、半導体装置を製造する場合について説明する。説明に際しては、光腐食し易いＣｕを用いた埋め込み配線の配線プロセスを例に挙げる。

半導体装置としては、例えば、メモリー、システムＬＳＩ等を想定することができる。勿論、液晶ＬＣＤ、さらには記憶用ディスク等への適用も想定することができる。

先ずＣＭＰ装置１００ａによる化学的機械的研磨処理を行う前に、先の工程でウエハに対して次のような処理が行われる。

すなわち、先ず、ｐ型のＳｉウエハの主面にＭＯＳＦＥＴ等の素子を形成する。主面に形成した素子を覆うように層間絶縁膜を形成する。かかる層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、コンタクトホール内にプラグを形成する。

プラグ形成後、Ｗ（タングステン）等の導体膜をスパッタにより堆積し、堆積した導体膜に、レジスト膜をマスクとしてドライエッチングを施し第１層配線を形成する。その後、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ₂膜（シリコン酸化膜）、薄いシリコン窒化膜、ＳｉＯ₂膜を順次堆積する。

かかる堆積層に対して、レジスト膜をマスクにして、図３（ａ）に示すように、第１層配線９１に通じるスルーホール９２及び配線溝９３を形成する。かかるスルーホール９２、配線溝９３に、例えばデュアルダマシン法によりＣｕ埋め込みを行って第２層配線を形成する。

かかるＣｕ埋め込みは、図３（ｂ）に示すように、スルーホール９２、配線溝９３内にスパッタによりＴａ（タンタル）、ＴｉＮ（窒化チタン）等のバリア膜用の導電性金属膜９４を堆積し、その後、第２層配線を形成する導電性金属膜９５としてのＣｕ膜９５ａ（９５）を堆積する。このようにスルーホール９２、配線溝９３では、Ｔａ等の導電性金属膜９４とＣｕ膜９５ａ等の導電性金属膜９５とが積層されて、異種金属が積層された状態となる。

先の工程で、図３（ｂ）に示すように処理されたウエハが、ＣＭＰ装置１００ａ内に搬入される。搬入に際しては、例えば、ウエハカセット等に収納された状態で、搬入・搬出部３０側に搬入される。搬入されたウエハは、一枚ずつ、ロボットＲ２からロボットＲ１に渡され、研磨部１０側に送られる。

ウエハは、ロボットＲ１から研磨用ウエハステーション１１ａに供給される。研磨用ウエハステーション１１ａへウエハを供給するに際しては、それまで閉じていた受け渡し部の遮光板が開いて、ウエハの供給が行われる。ウエハの供給が終了すると、遮光板は閉じる。

研磨用ウエハステーション１１ａに供給されたウエハは、回転ヘッド機構部１４のウエハキャリア１４ａに吸着保持され、その状態で第１プラテン１１側に送られる。

第１プラテン１１側に送られたウエハはモータＭ２により所定回転数で回転させられた状態で、モータＭ１により所定回転数で回転させられている第１プラテン上の研磨パッド５１上に、スラリー供給ライン１５からのスラリー供給下、所定圧力で押し付けられ、Ｃｕ膜９５ａの化学的機械的研磨が行われる。

かかる化学的機械的研磨は、スラリー供給状態の湿式状態で、すなわち濡れた状態で行われるウエット処理で、Ｃｕ膜９５ａに光が当ると腐食し易い状態となっている。

そのため、ＣＭＰ装置１００ａの研磨部１０では、ロボットＲ１からウエハが研磨部１０側へ供給された状態で、開閉可能に構成されたウエハの受け渡し場所の遮光板が閉じられ、研磨部１０内が遮光状態にされている。

さらに、研磨部１０内には照度計Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が前述の如く設けられ、研磨部１０内を遮光状態に保つばかりでなく、研磨部１０内の明るさが例えば所定照度の５０ルクスを越えた場合には、装置インターロック７０が作動して、継続中の研磨処理は終了するまで処理が続行されるが、新たな処理の開始は停止させられるようになっている。

また、多プラテン装置構成のＣＭＰ装置１００ａでは、Ｃｕ膜９５ａの研磨は、第１プラテン１１側、第２プラテン１２側で２回に分けて行われる。すなわち、第１プラテン１１側での化学的機械的研磨、ＢＴＡ（ベンゾトリアゾール）処理が終了した時点で、ウエハはウエハキャリア１４ａに保持された状態で第２プラテン１２側に送られ、第１プラテン１１側と同様の要領で残りのＣｕ膜９５ａの化学的機械的研磨が行われる。

第２プラテン１２側での研磨終了後の状態を、図４（ａ）で示した。第２プラテン１２側でのＣｕ膜９５ａの化学的機械的研磨終了後にも、ＢＴＡ処理が行われ、光による腐食防止策が施される。

このようにしてＣｕ膜９５ａの化学的機械的研磨が終了した後は、ウエハはウエハキャリア１４ａに保持された状態で、第３プラテン１３側に送られ、バリア膜用に積層させた導電性金属膜９４の化学的機械的研磨が行われる。スラリー供給ライン１５からＣｕ膜９５ａ用とは異なる組成のスラリーが供給され、互いに所定回転数で回転させられた状態のウエハと、第３プラテン１３側の研磨パッド同士が所定圧力で合わされて、化学的機械的研磨が行われる。

このようにして導電性金属膜９４の化学的機械的研磨が終了した後は、再度、ＢＴＡ処理により光腐食防止対策が施される。図４（ｂ）に、導電性金属膜９４の研磨終了後の状況を示した。

Ｃｕ膜９５ａ及びバリア用の導電性金属膜９４が、図４（ｂ）に示すように化学的機械的研磨により除去された状態のウエハは、ＢＴＡ処理された状態で、研磨終了用ウエハステーション１３ａに送られ、研磨終了用ウエハステーション１３ａからロボットＲ１により洗浄・乾燥部２０に送られて洗浄される。

洗浄・乾燥部２０に送られた化学的機械的研磨終了後のウエハは、インプットステーション２１、パススルー２２、超音波洗浄部２３、ブラシ洗浄部２４、２５を経て、一連の後洗浄が行われる。かかる後洗浄処理では、ウエハは、洗浄液により濡れた状態のウエット処理の状態にあり、光が当るとウエハ上のＣｕ膜９５ａが光により腐食され易い状態となっている。そのため、洗浄・乾燥部２０は、全体が遮光構造に形成されており、後洗浄が遮光状態で行われるようになっている。

さらに、洗浄・乾燥部２０内には、前述の如く、後洗浄が５０ルクスの所定照度で照度管理がなされるように、照度計Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７が設けられている。

洗浄・乾燥部２０内に光が射し込んで、照度計Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７のいずれかが５０ルクスを越える明るさを検知した状態で、洗浄・乾燥部２０での化学的機械的研磨処理終了済みウエハの新たな洗浄開始は停止される。一方、継続中のウエハ洗浄は、即座に中断されることはなく、一連の洗浄処理、乾燥処理が終了するまで続行され、その後停止される。

このようにして照度管理がなされた状態で一連の後洗浄が行われ、洗浄が終了したウエハは乾燥部２６でリンス液によるリンス後、リンス液のスピン除去により乾燥される。乾燥後のウエハは、アウトプットステーション２７に送られ、さらに、膜厚測定部４０で膜厚測定が行われ、その後搬入・搬出部３０の搬出ポート側に送られ、ウエハカセット等に収納された状態で次工程に送られる。

かかる一連の化学的機械的研磨処理、洗浄処理では、光腐食性金属であるＣｕ膜９５ａは、濡れた状態、すなわちウエット処理で処理されるため、上記の如く、遮光構造に構成した研磨部１０、洗浄・乾燥部２０内で、照度計による５０ルクスを越える明るさではウエット処理が停止されて、照度管理により光腐食不良の発生を最小限度に抑えられている。

これまでのようにＣＭＰ装置におけるウエット処理部を遮光構造に構成しているだけでは、何らかの原因で外部の光が射し込む等の遮光構造が破られても、化学的機械的研磨処理等は連続して処理され続けるが、上記照度管理が施されていれば、インターロック機構が働きかかる連続的処理が行われず、不良品の大量作り込みが防止され、その分、化学的機械的研磨工程における歩留まりの向上を図ることができる。

さらに、かかる照度管理は、装置内の照明、インターロック遮光板開閉機構と連携されて複合管理がなされ、より照度管理を確実に行えるように構成されている。

すなわち、上記構成のＣＭＰ装置１００ａでは、図示はしないが、研磨部１０、洗浄・乾燥部２０側に、メンテナンス用の照明が設けられている。研磨部１０、洗浄・乾燥部２０は、元々遮光構造に形成されているため内部は暗く作業が行いにくい。そのため、定期点検、故障点検等で作業が行い易いように内部照明が設けられている。メンテナンス終了後は、メンテナンス用照明を消灯した状態でウエット処理を再開するが、不注意で、メンテナンス用照明が点灯した状態で、すなわち消灯忘れの状態で、運転再開が行われる場合も見られる。

単に研磨部１０、洗浄・乾燥部２０を遮光構造にするだけでは、かかるメンテナンス用照明の消し忘れがあっても、ウエット処理は再開されてしまう。

そこで、本実施の形態では、図示はしないが、メンテナンス用照明の照明スイッチと制御ユニット６０が接続され、メンテナンス用照明のスイッチがオンの状態で運転再開を行おうとすると、装置インターロック７０が作動して、ウエット処理が開始されないようになっている。

あるいは、装置インターロック７０が作動しなくても、運転再開に際して、照明スイッチがオン状態で運転再開を行っても良いか否かオペレータに警報を与えて、運転再開の意思確認を行うように構成しても構わない。さらには、装置インターロック７０と、上記警報によるオペレータへの再開確認を併用しても構わない。

また、上記説明では、所定照度を越えた場合には、継続中のウエット処理は中断させることなく、当座のウエット処理を終了させた状態で停止する機能を施すこととしているが、研磨部１０へのウエハの受け渡しの遮光板開閉機構は、単に遮光構造のみならず、稼働中の機構部に手等が入らないように閉鎖する安全上の配慮も有しているため、かかる安全上の判断が優先される場合には即座に中断させる停止措置も選択できるようにしておけばよい。

図５には、上記説明のインターロック機能を含めて、種々の場合に対応できるように予め設定したレシピで適切な照度管理を行う手順を、フロー図として示した。

すなわち、図５に示すように、ステップＳ１０で照度計等の照度センサーがＯＮの状態では、各々の照度計からの照度情報が制御ユニット６０内に送られる。送られた情報のうち、ステップＳ２０で照度センサーのみ感知した場合には、処理中ウエハは処理完了まで続行させ、併せて未処理ウエハの新規処理は停止するようにすればよい。

一方、ステップＳ２０で、照度センサーからの異常照度のみならず、物理的に遮蔽板が開けられたことも情報としてもたらされている場合には、すなわち、照度センサーのみの感知でない場合には、ウエット処理を即中断させるようにすればよい。これは、遮蔽板が物理的に開けられた状態は、人手の操作部への介入事態が考えられるために、安全上、即停止させるための措置である。一律に、継続中のウエット処理を処理完了まで続行させる場合に比べて、安全優先の観点から、場合によってはこのように即座に停止させる必要もある。

また、図５のフロー図に示すように、ステップＳ１０で照度センサーがＯＦＦの状態では、装置インターロック７０が作動しないようにしておけばよい。例えば、光腐食が問題とならないダミーウエハを用いた試し運転等の場合には、レシピ上、照度センサーが自動的に、あるいは手動でＯＦＦとなるようにしておけばよい。

尚、上記説明では、一枚のウエハに着目してウエット処理としての一連の化学的機械的研磨処理を行う場合について説明したが、ＣＭＰ装置１００a内に搬入された複数枚のウエハは、枚葉毎に、連続的に化学的機械的研磨処理されていくこととなる。かかる複数枚のウエハの連続的なウエット処理の最中に、前述の如く、５０ルクスを越える異常照度が検知されたら、当該ウエット処理の停止措置と、当該ウエット処理の新規開始が停止される。

上記説明のように所定照度で装置インターロックが行われるため、これまでの遮光構造を採用するだけの場合と比べて、遮光構造が破られてからその対策までをほぼリアルタイムに行うことができ、タイムラグが発生するこれまでの場合に比べて、光腐食不良品の作り込みをより少なく抑えることができる。

また、これまでのように照度管理がなされていない遮光構造の構成では、遮光構造内でメンテナンス用照明等の点灯等、何らかの不測の異常照度が発生した場合でも、ウエット処理はそのまま続行されるが、照度管理を行う本発明の場合には、異常照度によりウエット処理を停止させることで、多量の不良作り込みを防止することができる。

さらに、インターロックの装置停止に関しては、異常照度が検知された時点で継続中の処理は、安全優先の場合を除いて、原則、終了まで続行させたのち停止させる措置を採用することで、ウエット処理途中で即中断する場合に比べて、面倒なリセット操作を回避して効率的な運転再開を行うことができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

上記説明では、多プラテン装置構成のＣＭＰ装置を例に挙げて説明したが、勿論、１プラテン装置構成のＣＭＰ装置にも、上記説明の照度管理の装置構成、処理システムを適用することができる。

上記説明では、光腐食性金属としてＣｕを例示したが、例えば、ｐｎ接合のｐ（＋）側に接続された状態で、濡れた状況下、ＡｌやＷでも、光照射によりイオンが解離して、電気化学的腐食（電解腐食）が発生する場合も報告されており、その場合のＡｌ、Ｗも光腐食性金属に含めても構わない。

ウエット処理としては、化学的機械的研磨処理、化学的機械的研磨処理後の後洗浄処理を例に挙げて説明したが、その他に、光腐食性金属の光腐食が発生し易い湿潤状態で行う処理であれば、かかる処理に際しても前記説明の照度管理の手法は適用できる。

前記説明では、照度管理は、５０ルクスを基準として、５０ルクスを越える場合を異常照度として把握し、ウエット処理等の停止を含むインターロックの作動基準としたが、５０ルクスを含めても構わないし、あるいはより厳密には、５０ルクス以下の照度を基準照度と設定しても構わない。

本発明は、半導体分野において、化学的機械的研磨処理、洗浄処理等のウエット状態で光による腐食が発生し易い金属の光腐食防止分野に有効に利用することができる。

本発明の一実施の形態の半導体製造装置を化学的機械的研磨装置に構成した場合の全体構成を模式的に示す説明図である。 化学的機械的研磨装置の研磨部の要部構成を模式的に示す側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、化学的機械的研磨を用いるＣｕ配線プロセスの工程途中を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、化学的機械的研磨を用いるＣｕ配線プロセスの工程途中を示す断面図である。 照度管理手順を示すフロー図である。

符号の説明

１０ 研磨部
１１ 第１プラテン
１１ａ 研磨用ウエハステーション
１１ｂ プラテン
１２ 第２プラテン
１３ 第３プラテン
１３ａ 研磨終了用ウエハステーション
１４ 回転ヘッド機構部
１４ａ ウエハキャリア
１４ｂ ウエハキャリア
１４ｃ ウエハキャリア
１４ｄ ウエハキャリア
１５ スラリー供給ライン
１５ａ スラリー供給口
１６ パッドコンディショナ
１６ａ ドレッサ
１６ｂ アーム
２０ 洗浄・乾燥部
２１ インプットステーション
２２ パススルー
２３ 超音波洗浄部
２４ ブラシ洗浄部
２５ ブラシ洗浄部
２６ 乾燥部
２７ アウトプットステーション
３０ 搬入・搬出部
４０ 膜厚測定部
５１ 研磨パッド
５２ キャリアパッド
６０ 制御ユニット
７０ 装置インターロック
９１ 第１層配線
９２ スルーホール
９３ 配線溝
９４ 導電性金属膜
９５ 導電性金属膜
９５ａ Ｃｕ膜
１００ 半導体製造装置
１００ａ ＣＭＰ装置（化学的機械的研磨装置）
Ｌ１ 照度計
Ｌ２ 照度計
Ｌ３ 照度計
Ｌ４ 照度計
Ｌ５ 照度計
Ｌ６ 照度計
Ｌ７ 照度計
Ｒ１ ロボット
Ｒ２ ロボット
Ｓ１０ ステップ
Ｓ２０ ステップ
Ｗ ウエハ
Ｍ１ モータ
Ｍ２ モータ

Claims (7)

1. ウエハ上の光腐食性金属を濡れた状態で処理するウエット処理を行う半導体製造装置であって、
   前記ウエット処理を、所定照度で止める照度管理手段を有することを特徴とする半導体製造装置。
2. 請求項１記載の半導体製造装置において、
   前記照度管理手段は、
   前記ウエット処理における照度を監視する照度監視手段と、
   前記照度監視手段で検知した前記所定照度で新たな前記ウエット処理の開始を止め、前記所定照度の検知時に継続中のウエット処理は処理終了まで続行させた後に止めるロック手段とを有することを特徴とする半導体製造装置。
3. 請求項１記載の半導体製造装置において、
   前記ウエット処理は、前記ウエハの化学的機械的研磨処理、化学的機械的研磨処理終了後の前記ウエハの洗浄処理の少なくともいずれかの処理であることを特徴とする半導体製造装置。
4. 前記請求項１記載の半導体製造装置において、
   前記半導体製造装置は、化学的機械的研磨装置であることを特徴とする半導体製造装置。
5. ウエハ上の光腐食性金属を濡れた状態で処理するウエット処理工程を有する半導体装置の製造方法であって、
   ウエット処理を、所定照度で止める照度管理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 請求項５記載の半導体装置の製造方法において、
   前記所定照度とは、５０ルクスを越える照度であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. ウエハ上の光腐食性金属を化学的機械的研磨処理する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
   化学的機械的研磨処理における照度が５０ルクスを越える場合には、前記５０ルクスを越えた時点で継続中の化学的機械的研磨処理を終了させて、前記５０ルクスを越えた時点で新たな化学的機械的研磨処理を開始させないことを特徴とする半導体装置の製造方法。
   
   
   
   
   

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