JPH10270403A - 化学及び物理的な処理を同時に利用するウェーハの洗浄方法 - Google Patents

化学及び物理的な処理を同時に利用するウェーハの洗浄方法

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JPH10270403A
JPH10270403A JP10037275A JP3727598A JPH10270403A JP H10270403 A JPH10270403 A JP H10270403A JP 10037275 A JP10037275 A JP 10037275A JP 3727598 A JP3727598 A JP 3727598A JP H10270403 A JPH10270403 A JP H10270403A
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濟 徳 金
Chang-Yong Song
昌 龍 宋
Yosen Ko
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＭＰ工程後に適用されるウェーハの洗浄方
法を提供する。 【解決手段】ＣＭＰ工程を経たウェーハの表面に脱イオ
ン水及び第１化学溶液を供給すると同時にブラシを用い
たスクラビング工程を行なってウェーハの表面を洗浄し
た後、またウェーハの表面に第２化学溶液を供給してウ
ェーハの表面を洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハ洗浄方法に
係り、特にＣＭＰ工程後に適用されるウェーハ洗浄方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の集積度が増加することに従
って多層配線の必要性が次第に増大した。多層配線を形
成することにおいて、下部層の配線と上部層の配線を絶
縁させるための目的で用いられる層間絶縁膜を平坦化さ
せるための一つの方法としてＣＭＰ方法を使用する。
【０００３】ＣＭＰ方法でウェーハとポリシングパッド
を摩擦させてウェーハの表面を研磨し、この際ウェーハ
とポリシングパッドの間にスラリー溶液を供給する。ス
ラリー溶液は、通常的にシリカまたはアルミナよりなる
コロイド研磨剤と、酸化剤などの化合物を含む。
【０００４】スラリー溶液内に含まれたコロイド研磨剤
はＣＭＰ工程中にウェーハの研磨が進行する間お互い凝
集する傾向があり、このような研磨剤の凝集結果として
ＣＭＰ工程が完了した後ウェーハ上に数μｍ以上のサイ
ズを有するように凝集した比較的大きい粒子が多量に存
在し、ＣＭＰ工程後このように凝集した粒子がウェーハ
上に残存する場合にはウェーハの表面上にスクラッチを
発生させる等の悪影響を及ぼす。
【０００５】従って、ＣＭＰ工程を進行した後には、そ
の後続工程を進行した後にウェーハの表面上に残ってい
る凝集した粒子のような汚染物（以下、”汚染物”とす
る）を除去するための洗浄工程が必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＣＭ
Ｐ工程後にウェーハ上に残留する汚染物を効率的に除去
できるウェーハ洗浄方法を提供することである。
【０００７】
【発明を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明ではＣＭＰ工程を経たウェーハの表面に脱イ
オン水及び化学溶液を供給すると同時にブラシを用いた
スクラビング工程を行なってウェーハの表面を洗浄した
後、またウェーハの表面に前記化学溶液を供給してウェ
ーハの表面を洗浄する。
【０００８】前記化学溶液は、各々希釈されたＨＦ溶液
または水酸化アンモニウムと過酸化水素と脱イオン水が
所定の比で混合された混合液であることが好ましい。
【０００９】また、本発明では、ブラシスクラビングを
行なう時、ロールタイプ、ペンシルタイプ及びドラムタ
イプよりなる群から選択された少なくとも一つのブラシ
を使用することが好ましい。この際、ウェーハの表面中
前面にはペンシルタイプのブラシを適用し、ウェーハの
後面にはロールタイプのブラシを適用することが望まし
い。
【００１０】第２洗浄段階でブラシを用いたスクラビン
グ工程が同時に進行できる。また、第２洗浄段階後に脱
イオン水を使用してウェーハの表面を水洗する段階をさ
らに含めることができる。本発明による洗浄方法はＣＭ
Ｐ工程とインサイチュで行なうことができる。
【００１１】本発明によれば、ＣＭＰ工程を経たウェー
ハに対して物理的な洗浄方法及び化学的な洗浄方法を同
時に適用するので洗浄効率を上げうる。
【００１２】
【発明の実施の形態】ＣＭＰ工程を経たウェーハを洗浄
するための洗浄工程は、ブラシによるスクラビングを用
いた洗浄方法と、洗浄液を用いた化学的洗浄方法があ
る。ブラシによるスクラビングは、ウェーハ上に吸着さ
れた汚染物、たとえば研磨剤及びＣＭＰ工程残留物を除
去するために行なうこととして、ウェーハ上に脱イオン
水を噴射させながらブラシを使用して吸着された汚染物
を機械的に除去する。しかし、ブラシを使用する機械的
な方法にだけ依存する場合には、スラリー及びＣＭＰ残
留物のような汚染物が完全に除去されなく残っている場
合が多いので後続工程を進行し難い。従って、後続工程
を進行する前に、化学物質よりなる洗浄液を使用した追
加的な洗浄工程によりウェーハ上に残留する汚染物を完
全に除去する必要がある。
【００１３】以下、添付した図面を参照して本発明の望
ましい実施例について詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明の望ましい実施例によるウェ
ーハ洗浄方法を説明するためのフローチャートである。
【００１５】図１を参照すると、ＣＭＰ工程を行なった
ポリシングステーションから伝達されてきたウェーハを
洗浄するための第１段階として、ウェーハ洗浄用ブラシ
を具備したブラシステーションから脱イオン水及び第１
化学溶液を供給すると同時にブラシを用いたスクラビン
グ工程によってウェーハの表面を第１洗浄（段階１０）
する。即ち、この段階ではウェーハ上に脱イオン水を供
給しながら行なわれるブラシスクラビングを用いた機械
的な方法及び、第１化学溶液を用いた化学的方法を同時
に利用してウェーハの前面及び後面での汚染物を除去す
る。この際、用いられるブラシはロールタイプ、ペンシ
ルタイプ及びドラムタイプよりなる群から選択された少
なくともいずれか一つを使用する。この際、ブラシスク
ラビング工程をウェーハの前面にだけ適用したりまたは
前面及び後面に同時に適用することができる。ウェーハ
の前面及び後面に対してブラシスクラビング工程を全て
適用する場合には、ウェーハの前面にはペンシルタイプ
のブラシを適用し、ウェーハの後面にはロールタイプの
ブラシを適用することがさらに効果的である。その理由
は、ロールタイプのブラシの場合にはウェーハの表面に
接触するブラシの面積が他のタイプのブラシに比べて大
きくて、スクラビング有効面積が大きくなる長所がある
反面、それに相応してブラシによるウェーハ前面の逆汚
染発生可能性も大きくなるためである。
【００１６】また、第１洗浄段階ではウェーハの前面及
び後面に各々脱イオン水及び第１化学溶液を所定のノズ
ルを通じて継続的に供給する。この際、使用できる第１
化学溶液としては脱イオン水：ＨＦ＝１００：１〜２０
０：１の希釈されたＨＦ溶液がある。または、第１化学
溶液として水酸化アンモニウム、過酸化水素及び脱イオ
ン水が各々１：４：２０の割合で混合された混合液を使
用することも出来る。
【００１７】この段階では、ブラシを使用した機械的な
方法と第１化学溶液を使用した化学的な方法を同時に利
用してウェーハ上の汚染物を除去するので、ブラシだけ
を利用する場合に比べてウェーハの洗浄効率を顕著に増
加させうる。しかし、この段階を経た後のウェーハ上の
汚染度は基礎的な清浄度を維持する程度であり、ブラシ
またはその他の洗浄設備構造に起因する逆汚染による問
題を防止するには限界がある。
【００１８】従って、本発明による洗浄方法でＣＭＰ工
程を経たウェーハを洗浄するための第２段階として、前
記第１洗浄段階が行なわれたブラシステーションと連続
的に連結されたステーション内で、第２化学溶液を使用
してウェーハの表面を第２洗浄（段階２０）する。ここ
で、第２化学溶液としては前記したように希釈されたＨ
Ｆ溶液、または水酸化アンモニウム、過酸化水素及び脱
イオン水が各々１：４：２０の割合で混合された混合液
を使用することもできる。望ましくは前記第１洗浄段階
で希釈されたＨＦ溶液を使用した場合には第２洗浄段階
で水酸化アンモニウム、過酸化水素及び脱イオン水が各
々１：４：２０の割合で混合された混合液を使用し、前
記第１洗浄段階で水酸化アンモニウム、過酸化水素及び
脱イオン水が各々１：４：２０の割合で混合された混合
液を使用した場合には第２洗浄段階で希釈されたＨＦ溶
液を使用する。このようにして、相異なる洗浄液よりな
る第１及び第２化学溶液の各々の特性に基づいてウェー
ハ上に残留する各種汚染物を効果的に除去できる。
【００１９】選択的に、第２洗浄段階で第２化学溶液に
よる洗浄工程と同時にブラシを使用したスクラビング工
程が適用できる。この際、前記第１洗浄段階と同じよう
にロールタイプ、ペンシルタイプ及びドラムタイプより
なる群から選択された少なくとも一つのブラシをウェー
ハの前面及び後面に対して選択的に使用できる。
【００２０】前記第１洗浄段階及び第２洗浄段階は相互
連続的に連結している別のステージ内で行なわれる。
【００２１】その後、前記第２洗浄段階を経たウェーハ
に対して脱イオン水を使用して、例えば超音波を用いた
洗浄方法でウェーハを水洗（段階３０）することでウェ
ーハ上に残っている化学溶液及び微細な汚染物を除去す
る。即ち、脱イオン水供給と共にウェーハに超音波を加
えることによって、脱イオン水を流動させる方法だけで
は除去し難い汚染物を完全に除去する。その後、ウェー
ハを例えばスピンドライ（ｓｐｉｎ ｄｒｙ）方式によ
って乾燥させることによって、ＣＭＰ工程後のウェーハ
の洗浄工程を完成する。
【００２２】前記のようなウェーハ洗浄工程はＣＭＰ工
程を進行する装備とは違う別の装備内で進行することも
でき、ＣＭＰ工程を行なうポリシングステーションと、
前記第１洗浄段階及び第２洗浄段階が連続的に進行する
ブラシステーションを一つの装備内に連結させることで
ＣＭＰ工程とインサイチュで進行することもできる。
【００２３】図２は膜質を蒸着した直後、本発明による
方法の場合及び従来の方法の各々に対してウェーハ上に
残留する汚染物を各成分別に分析した結果である。図２
において、各々の場合、全てが亜鉛及びアルミニウム成
分は検出限界値以下に存在して図２には示さなかった。
【００２４】図２のグラフから、本発明による洗浄方法
を適用する場合には従来の方法に比べて汚染物除去能力
にはるかに優れることが分かる。
【００２５】図３はＣＭＰ工程を経たウェーハに対して
色々な洗浄方法を経た後、各々の洗浄条件に対する洗浄
効率を評価したグラフである。洗浄条件として、ＣＭＰ
工程後ウェーハ乾燥工程だけを経た場合ａ、ＣＭＰ工程
後ウェーハを乾燥して脱イオン水（Ｄ．Ｉ．）の供給と
共にブラシスクラビングを適用した場合ｂ、ＣＭＰ工程
の直後脱イオン水の供給と共にブラシスクラビングを適
用した場合ｃ、及び本発明の洗浄方法によってＣＭＰ工
程後第１洗浄段階で脱イオン水の供給と共にブラシスク
ラビングを適用することと同時に化学溶液を加え、第２
洗浄段階で再び化学溶液を加えてウェーハを洗浄する場
合ｄの各々に対してＣＭＰ残留物よりなる汚染物による
欠陥の数を測定して示した。
【００２６】図３の結果から分かるように、本発明によ
るウェーハ洗浄方法は従来の方法に比べてその洗浄効率
がはるかに高いだけでなく、通常的にＣＭＰ工程の後、
後続工程を進行することにおいて問題を起こさない程度
の最小限の欠陥数の許容限界がウェーハ当たり約１００
個であることを考える時、本発明による洗浄方法によれ
ばウェーハ上の欠陥数が各ウェーハ当たり１００個以下
であるので、ＣＭＰ工程を進行した後その後続工程を進
行する時にもウェーハ上の汚染物による問題を起こす心
配はないことが分かる。
【００２７】
【発明の効果】前記のように、本発明によればＣＭＰ工
程後にウェーハ上に残っている汚染物を除去するために
ブラシを用いたスクラビング工程を進行する時化学溶液
を同時に適用することで、ブラシステーションからウェ
ーハ上の汚染物除去率が顕著に増加できる。従って、Ｃ
ＭＰ工程後にウェーハ上に残っているＣＭＰ工程残留物
を除去するための洗浄効率が顕著に向上でき、本洗浄工
程後の後続工程を進行する前に別の洗浄工程を追加する
必要がない。
【００２８】以上、本発明を望ましい実施例を挙げて詳
細に説明したが、本発明は前記実施例に限らず、本発明
の技術的な思想の範囲内で当分野で通常の知識を有する
者によっていろいろな変形ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の望ましい実施例によるウェーハ洗浄方
法を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明によるウェーハ洗浄方法と従来の洗浄方
法を経た各ウェーハ上に残留する汚染物を各成分別に分
析した結果を示すグラフである。
【図３】ＣＭＰ工程を経たウェーハに対して色々な洗浄
方法を経た後各々の洗浄条件に対する洗浄効率を評価し
たグラフである。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の半導体製造工程を経たウェーハの
    表面に脱イオン水及び第１化学溶液を供給すると同時に
    ブラシを用いたスクラビング工程によってウェーハの表
    面を第１洗浄する段階と、 前記第１洗浄を経たウェーハの表面に第２化学溶液を供
    給して、ウェーハの表面を第２洗浄する段階を含むこと
    を特徴とするウェーハ洗浄方法。
  2. 【請求項２】 前記所定の半導体製造工程はＣＭＰ工程
    であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄
    方法。
  3. 【請求項３】 前記第１化学溶液は、希釈されたＨＦ溶
    液及び水酸化アンモニウムと過酸化水素と脱イオン水が
    所定の比で混合された混合液よりなる群から選択された
    いずれか一つであることを特徴とする請求項２に記載の
    ウェーハ洗浄方法。
  4. 【請求項４】 前記第２化学溶液は、希釈されたＨＦ溶
    液及び水酸化アンモニウムと過酸化水素と脱イオン水が
    所定の比で混合された混合液よりなる群から選択された
    いずれか一つであることを特徴とする請求項２に記載の
    ウェーハ洗浄方法。
  5. 【請求項５】 前記第１化学溶液は希釈されたＨＦ溶液
    及び水酸化アンモニウムと過酸化水素と脱イオン水が所
    定の比で混合された混合液よりなる群から選択されたい
    ずれか一つであり、前記第２化学溶液は前記選択された
    いずれか一つを除外した他のひとつであることを特徴と
    する請求項２に記載のウェーハ洗浄方法。
  6. 【請求項６】 前記ブラシはロールタイプ、ペンシルタ
    イプ及びドラムタイプよりなる群から選択された少なく
    とも一つであることを特徴とする請求項２に記載のウェ
    ーハ洗浄方法。
  7. 【請求項７】 前記第１洗浄段階においてウェーハの表
    面中前面はペンシルタイプのブラシを適用し、ウェーハ
    の後面にはロールタイプのブラシを適用することを特徴
    とする請求項６に記載のウェーハ洗浄方法。
  8. 【請求項８】 前記第２洗浄段階がブラシを用いた同時
    スクラビング工程をさらに含むことを特徴とする請求項
    ２に記載のウェーハ洗浄方法。
  9. 【請求項９】 前記ブラシはロールタイプ、ペンシルタ
    イプ及びドラムタイプよりなる群から選択された少なく
    とも一つであることを特徴とする請求項８に記載のウェ
    ーハ洗浄方法。
  10. 【請求項１０】 前記第２洗浄段階においてウェーハの
    表面中前面はペンシルタイプのブラシを適用し、ウェー
    ハの後面にはロールタイプのブラシを適用することを特
    徴とする請求項８に記載のウェーハ洗浄方法。
  11. 【請求項１１】 前記第１洗浄段階及び第２洗浄段階は
    相互連続的に連結している別のステージ内で行なわれる
    ことを特徴とする請求項２に記載のウェーハ洗浄方法。
  12. 【請求項１２】 前記第１洗浄段階及び第２洗浄段階は
    相互連続的に連結している別のステージ内で行なわれる
    ことを特徴とする請求項８に記載のウェーハ洗浄方法。
  13. 【請求項１３】 前記第１洗浄段階及び第２洗浄段階は
    ＣＭＰ工程とインサイチュで行なうことを特徴とする請
    求項２に記載のウェーハ洗浄方法。
  14. 【請求項１４】 前記第２洗浄段階の後に脱イオン水を
    使用してウェーハの表面を水洗する段階をさらに含むこ
    とを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄方法。
  15. 【請求項１５】 前記水洗段階はウェーハに超音波を加
    える段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載のウ
    ェーハ洗浄方法。
  16. 【請求項１６】 前記第１洗浄段階、第２洗浄段階及び
    水洗段階はＣＭＰ工程とインサイチュで行なうことを特
    徴とする請求項１４に記載のウェーハ洗浄方法。
JP10037275A 1997-03-20 1998-02-19 化学及び物理的な処理を同時に利用するウェーハの洗浄方法 Withdrawn JPH10270403A (ja)

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