JPH10135161A - ウエーハの研磨方法 - Google Patents

ウエーハの研磨方法

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JPH10135161A
JPH10135161A JP28824396A JP28824396A JPH10135161A JP H10135161 A JPH10135161 A JP H10135161A JP 28824396 A JP28824396 A JP 28824396A JP 28824396 A JP28824396 A JP 28824396A JP H10135161 A JPH10135161 A JP H10135161A
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JP
Japan
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polishing
wafer
silicon
oxide film
polished
Prior art date
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JP28824396A
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English (en)
Inventor
Yoichi Fujisawa
洋一 藤沢
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面汚染の少ないシリコン研磨方法を提供す
る。 【解決手段】 シリコンウエーハ2を研磨した後,直ち
にシリコンを酸化しシリコン酸化膜を形成する薬液6a
を研磨盤1上に散布して研磨面にシリコン酸化膜を形成
する。活性な研磨面が酸化膜により保護されその後の洗
浄工程での汚染が阻止される。薬液6aには,過酸化水
素水,オゾン水,硫酸水溶液若しくは硝酸水溶液若しく
はこれらの混合液,又は過酸化水素水とアンモニア水と
の混合液がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,主面にシリコンを
表出するウエーハの研磨方法に関し,特にシリコン研磨
面の表面汚染が少ないウエーハを製造するための研磨方
法に関する。
【0002】半導体装置の製造では,ウエーハ表面のシ
リコンを研磨する工程が多く用いられる。例えば,半導
体装置の基板として使用されるシリコンウエーハを製造
するための研磨工程,或いはウエーハ表面に堆積された
多結晶シリコン層又は非晶質シリコン層を研磨し平坦化
するための研磨工程がある。
【0003】しかし,研磨されたシリコン表面は非常に
汚染されやすく,かかる研磨表面の汚染により半導体装
置の性能,製造歩留りの劣化を招来する。このため,シ
リコン研磨面の汚染が少ないウエーハを製造できるウエ
ーハの研磨方法が要望されている。
【0004】
【従来の技術】従来,ウエーハの主面に表出するシリコ
ンの研磨は,研磨剤を用いてシリコンを研磨した後,研
磨盤からウエーハを取り上げ洗浄液に浸漬するウエーハ
の洗浄工程を継続していた。しかし,かかる工程ではウ
エーハの表面汚染を少なくすることが困難である。以
下,その理由を従来の研磨工程例を参照して説明する。
【0005】図2は,従来例研磨工程図であり,ウエー
ハの研磨工程及びその前後の処理工程を表している。先
ず研磨に先立ち,図2(a)を参照して,円盤状のキャ
リアプレート3表面に研磨すべきウエーハ2を貼付す
る。次いで,図2(b)及び(c)を参照して,キャリ
アプレート3を研磨盤1表面に押圧してウエーハ2の研
磨,即ちウエーハ主面に表出するシリコンの研磨を行
う。
【0006】研磨盤1は,図2(b)を参照して,その
上面に研磨布1aが貼付され水平に保持された円板状を
なし,その円板中心を通る垂直な回転軸回りに回転駆動
される。また,研磨剤4aが,研磨盤1の上方に設けら
れた研磨剤導入管4から研磨盤1上面に供給される。キ
ャリアプレート3は,ウエーハ2主面が研磨布1aに接
触するようにウエーハが貼付された面を下面にして研磨
盤1上面に載置され,研磨時にはキャリアプレート3上
方から研磨圧力が印加される。
【0007】研磨剤4aを供給して所要量の研磨を終了
した時点で,図2(c)を参照して,研磨剤4aの供給
を停止し,同時に純水5aを研磨盤1の上方に設けられ
た純水導入管5から研磨盤1上面に供給する。この純水
5aの供給は,研磨剤及び研磨屑を除去し清浄な研磨面
を表出するためになされ,通常は研磨剤を用いる研磨よ
り研磨圧力を低くし,また研磨盤1の回転速度を低下し
てなされる。
【0008】上記の研磨剤を用いた研磨及び純水を用い
た研磨の後,図2(d)を参照して,キャリアプレート
3を取外し,洗浄液7中に浸漬してキャリアプレートご
とウエーハ2を洗浄する。次いで,図2(e)を参照し
て,キャリアプレートからウエーハ2を取外し,研磨さ
れたウエーハが製造される。
【0009】上述した工程では,研磨工程終了後にキャ
リアプレートを研磨盤から取外し洗浄液に浸漬する。そ
の間,ウエーハの研磨面は空気に暴露される。また,研
磨されたウエーハを直接洗浄液に浸漬するため,研磨直
後の研磨面が洗浄液に晒される。研磨直後のウエーハの
研磨面に表出する研磨されたシリコン表面は非常に活性
が高いため,研磨直後の研磨面が空気又は洗浄液に暴露
されると極めて容易に汚染される。このため,従来のウ
エーハの研磨方法では,研磨したウエーハの表面汚染を
減少することは困難であった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
ウエーハの研磨では,ウエーハが保持されたキャリアプ
レートを研磨後に洗浄液に浸漬するため,研磨直後の活
性なシリコン表面が空気又は洗浄液に暴露され汚染され
るという問題があった。
【0011】本発明は,研磨直後に薬液を用いて研磨さ
れたシリコン表面を酸化し酸化膜を形成することで,空
気又は洗浄液からの汚染を防止し,清浄なシリコン研磨
面を有するウエーハを製造するウエーハの研磨方法を提
供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の実施形態
例工程図であり,ウエーハの研磨工程及びその前後の工
程を表している。
【0013】上記課題を解決するために,図1を参照し
て,本発明の第一の構成は,ウエーハ2の主面に表出す
るシリコンを研磨する研磨工程と,該研磨工程終了後に
該ウエーハ2を洗浄する洗浄工程とを有するウエーハの
研磨方法において,該研磨工程後該洗浄工程前に,該シ
リコンの研磨面を薬液6aを用いて酸化し,該研磨面に
シリコン酸化膜を形成する酸化膜形成工程を有すること
を特徴として構成し,及び,第二の構成は,図1(e)
を参照して,第一の構成のウエーハの研磨方法におい
て,該酸化膜形成工程は,該ウエーハ2を該シリコンの
研磨面を酸化して該研磨面にシリコン酸化膜を形成する
薬液6a中に浸漬する工程であることを特徴として構成
し,及び,第三の構成は,シリコンが表出するウエーハ
2主面を研磨盤1表面に押圧して該シリコンを研磨する
研磨工程と,該研磨工程終了後に該ウエーハ2を洗浄す
る洗浄工程とを有するウエーハの研磨方法において,該
研磨工程後該洗浄工程前に,該ウエーハ2を押圧する圧
力を除去又は該研磨工程より減圧した状態で,該研磨盤
1上に該シリコンの研磨面を酸化して該研磨面にシリコ
ン酸化膜を形成する薬液6aを供給する工程を有するこ
とを特徴として構成し,及び,第四の構成は,第一,第
二又は第三の構成のウエーハの研磨方法において,該薬
液6aは,過酸化水素水,オゾン水,硫酸水溶液若しく
は硝酸水溶液若しくはこれらの混合液,又は過酸化水素
水とアンモニア水との混合液であることを特徴として構
成する。
【0014】本発明の第一の構成では,研磨後に薬液を
用いて研磨されたシリコン表面を酸化し,シリコン表面
にシリコン酸化膜を形成する。洗浄はその後に行われ
る。従って,活性な研磨直後のシリコン表面は,洗浄工
程に伴う表面汚染を生ずる前に薬液により酸化され,表
面にシリコン酸化膜が形成される。このシリコン酸化膜
はシリコン表面を汚染から保護するので,シリコン酸化
膜形成後の工程で生ずるシリコン表面の汚染を減少す
る。
【0015】第二の構成では,第一の構成のシリコン酸
化膜の形成を,ウエーハを薬液に浸漬することによりな
される。この構成では,薬液を耐薬品性に優れた槽に保
持することができるから,腐食性の強い薬品でも使用す
ることができる。
【0016】第三の構成では,研磨後に研磨圧力を除去
又は減圧した状態で,研磨されたシリコン表面を酸化し
シリコン酸化膜を形成する薬液を研磨盤上に供給し,研
磨盤上に置かれたウエーハの研磨されたシリコン表面に
シリコン酸化膜を形成する。本構成では,研磨盤上に置
かれたウエーハを酸化してシリコン酸化膜を形成するた
め,研磨直後の早い時期に汚染防止用のシリコン酸化膜
が形成されるので,汚染防止の効果が大きい。なお,本
構成で研磨圧力を除去又は減圧するのは,形成されたシ
リコン酸化膜が破壊されることを防止するためで,シリ
コン酸化膜が破壊されない圧力,例えばキャリアプレー
トの自重により生ずる圧力又は残留する研磨圧力が印加
されることは差し支えない。また,研磨盤は停止しても
よく,またシリコン酸化膜が破壊されない速度でウエー
ハと相対的に移動してもよい。
【0017】第四の構成では,研磨されたシリコン表面
を酸化する薬液として,過酸化水素水,オゾン水,硫酸
水溶液若しくは硝酸水溶液若しくはこれらの混合液,又
は過酸化水素水とアンモニア水との混合液を用いる。こ
れらの薬液は,容易に高純度のものを入手することがで
き,また薬液による研磨されたシリコン表面の汚染除去
効果も大きい。従って,表面汚染の低減の効果が大き
い。
【0018】
【発明の実施の形態】以下,本発明をシリコンウエーハ
の研磨に適用した実施形態例を参照して説明する。
【0019】先ず,図2(a)を参照して,従来例と同
様にキャリアプレート3に6枚の6インチ径シリコンウ
エーハ2を貼付する。次いで,図1(a)を参照して,
研磨盤1上面にウエーハ2が貼付された面を下に向けて
キャリアプレート3を載置する。キャリアプレートは,
上方から垂下する支持柱の先端に回動自在に保持され,
支持柱により研磨圧力3aが印加される。研磨盤1上面
に研磨布1aが貼付され,また研磨盤1中央部の上方に
研磨剤導入管4,純水導入管5が設けられるのは従来例
と同様である。本実施形態例では,加えて研磨盤1中央
部の上方に薬液導入管6が設けられる。なお,これらの
導入管4,5,6は兼用してもよい。
【0020】研磨剤4aを研磨盤1上面に供給し,研磨
盤1を回転したのち,研磨圧力3aを印加してシリコン
ウエーハ2の表面を研磨する。所要量の研磨がなされた
時点で,図1(b)を参照して,研磨圧力を低下し,研
磨剤4aの供給を停止すると同時に純水5aを供給す
る。以上の工程は従来のウエーハの研磨方法と同様であ
る。
【0021】次いで,図1(c)を参照して,研磨圧力
を除去し,研磨盤1の回転を停止する。その後,純水の
供給を停止し,薬液6aを研磨盤1上に供給する。その
際,研磨盤1を例えば手によりゆっくりと回転すること
で,薬液6aを研磨面に均一に供給することができる。
なお,薬液として過酸化水素水を用いる。また,上述の
薬液導入管6は研磨盤1中央部分に設けているが,薬液
導入管6を各キャリアプレートの上方に設け,薬液6a
をシャワー状に散布することで薬液6aをより均一に研
磨面に供給することができる。
【0022】次いで,図1(d)を参照して,キャリア
プレート3を槽に蓄えられた洗浄液7中に浸漬し,洗浄
する。なお,洗浄液7は複数種類で順次なされても,ま
たスクラバーを用いるものであってもよい。次いで,従
来の研磨方法と同様に,ウエーハ2をキャリアプレート
3から取外し,ウエーハ2を保管箱に保存する工程を経
て,研磨されたシリコンウエーハが製造される。
【0023】本実施形態例において,図1(c)を参照
して,薬液6aを研磨盤1上面に供給したが,この薬液
6a供給の工程に代えてキャリアプレートを直接薬液6
aに浸漬することができる。即ち,図1(e)を参照し
て,純水による研磨終了後,キャリアプレート3を研磨
盤1上から取外し,予め槽に蓄えられた薬液6a中に浸
漬する。この方法によれば,研磨盤1に薬液6aが触れ
ないから研磨装置を腐食するおそれがない。
【0024】本実施例で述べたウエーハの研磨方法によ
り製造されたシリコンウエーハは汚染が少なく,そのシ
リコンウエーハを基板として製造された半導体装置は,
品質のばらつきが少ない。
【0025】
【発明の効果】上述したように本発明によれば,ウエー
ハ表面に表出するシリコンを研磨した直後に,研磨され
たシリコン表面にシリコン酸化膜が形成されるので,シ
リコン表面の汚染が少なく,清浄なシリコン研磨面を有
するウエーハを製造することができ,半導体装置の性能
向上に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態例工程図
【図2】 従来例研磨工程図
【符号の説明】
1 研磨盤 1a 研磨布 2 ウエーハ 3 キャリアプレート 4 研磨剤導入管 4a 研磨剤 5 純水導入管 5a 純水 6 薬液導入管 6a 薬液 7 洗浄液

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエーハの主面に表出するシリコンを研
    磨する研磨工程と,該研磨工程終了後に該ウエーハを洗
    浄する洗浄工程とを有するウエーハの研磨方法におい
    て,該研磨工程後該洗浄工程前に,該シリコンの研磨面
    を薬液を用いて酸化し,該研磨面にシリコン酸化膜を形
    成する酸化膜形成工程を有することを特徴とするウエー
    ハの研磨方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のウエーハの研磨方法にお
    いて,該酸化膜形成工程は,該ウエーハを該シリコンの
    研磨面を酸化して該研磨面にシリコン酸化膜を形成する
    薬液中に浸漬する工程であることを特徴とするウエーハ
    の研磨方法。
  3. 【請求項3】 シリコンが表出するウエーハ主面を研磨
    盤表面に押圧して該シリコンを研磨する研磨工程と,該
    研磨工程終了後に該ウエーハを洗浄する洗浄工程とを有
    するウエーハの研磨方法において,該研磨工程後該洗浄
    工程前に,該ウエーハを押圧する圧力を除去又は該研磨
    工程より減圧した状態で,該研磨盤上に該シリコンの研
    磨面を酸化して該研磨面にシリコン酸化膜を形成する薬
    液を供給する工程を有することを特徴とするウエーハの
    研磨方法。
  4. 【請求項4】 請求項1,2又は3記載のウエーハの研
    磨方法において,該薬液は,過酸化水素水,オゾン水,
    硫酸水溶液若しくは硝酸水溶液若しくはこれらの混合
    液,又は過酸化水素水とアンモニア水との混合液である
    ことを特徴とするウエーハの研磨方法。
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