JPH10312981A - 金属膜の研磨方法及びその研磨装置 - Google Patents
金属膜の研磨方法及びその研磨装置Info
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- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
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- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32134—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェハーの外周端縁に付着した余分な
金属膜を効率よく除去する。 【解決手段】 半導体ウェハー１を酸化性溶液中に浸漬
し、酸化性溶液のエッチング効果を利用して半導体ウェ
ハー１の外周端縁に付着した余分なＷ膜１１を、ウェハ
ー表面側のＷ膜を研磨する前に予め除去する。
金属膜を効率よく除去する。 【解決手段】 半導体ウェハー１を酸化性溶液中に浸漬
し、酸化性溶液のエッチング効果を利用して半導体ウェ
ハー１の外周端縁に付着した余分なＷ膜１１を、ウェハ
ー表面側のＷ膜を研磨する前に予め除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属膜研磨に関
し、特に化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ，以下、ＣＭＰと
いう）法を用いた金属膜の研磨方法及びその研磨装置に
関するものである。
し、特に化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ，以下、ＣＭＰと
いう）法を用いた金属膜の研磨方法及びその研磨装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７（ａ）に示されるように、基板１３
上の配線下絶縁膜（ＢＰＳＧ膜）１４に設けられたコン
タクトホール２０内にブランケットＷ膜１１が１０００
ｎｍの膜厚に埋設され、次にＷ膜１１に対して化学的・
機械的ポリッシング（ＣＭＰ）法を用いて研磨が行われ
ていた。
上の配線下絶縁膜（ＢＰＳＧ膜）１４に設けられたコン
タクトホール２０内にブランケットＷ膜１１が１０００
ｎｍの膜厚に埋設され、次にＷ膜１１に対して化学的・
機械的ポリッシング（ＣＭＰ）法を用いて研磨が行われ
ていた。
【０００３】このＣＭＰ法は、回転プラテンに載せたポ
リッシングパッド上で行われ、Ａｌ2Ｏ3等の研磨性粒
子、及びＨ2Ｏ2、ＫＯＨ又はＮＨ1ＯＨ等の酸、塩基を
含有するスラリーが用いられていた。このＣＭＰ法は、
米国特許第４，９９２，１３５号明細書に開示されてい
る。この方法を用いた場合、図７（ｂ）に示されるよう
に、ＢＰＳＧ膜１４中のコンタクトホール２０に埋設さ
れたＷ膜１１の表面がＢＰＳＧ膜１４の表面に対して凹
状に窪んでしまうという課題が生じていた。
リッシングパッド上で行われ、Ａｌ2Ｏ3等の研磨性粒
子、及びＨ2Ｏ2、ＫＯＨ又はＮＨ1ＯＨ等の酸、塩基を
含有するスラリーが用いられていた。このＣＭＰ法は、
米国特許第４，９９２，１３５号明細書に開示されてい
る。この方法を用いた場合、図７（ｂ）に示されるよう
に、ＢＰＳＧ膜１４中のコンタクトホール２０に埋設さ
れたＷ膜１１の表面がＢＰＳＧ膜１４の表面に対して凹
状に窪んでしまうという課題が生じていた。
【０００４】このＢＰＳＧ膜１４に対して窪んでいるＷ
膜凹状プラグ２１を改善する方法として、ＢＰＳＧ膜１
４に対して選択的にＣＭＰ法が行われていた。このＣＭ
Ｐ法で用いるスラリーとしては、コロイド性シリカスラ
リーが使用され、このスラリーには、ＢＰＳＧ膜１４に
対して選択的に作用するＨ2Ｏ2及びＫＯＨ等が含まれて
いた。このＣＭＰ法は図７（ｃ）に示されるように、コ
ンタクトホール２０の開口縁より若干上方に迫り出した
凸状のプラグ２２が得られるまで続けられていた。
膜凹状プラグ２１を改善する方法として、ＢＰＳＧ膜１
４に対して選択的にＣＭＰ法が行われていた。このＣＭ
Ｐ法で用いるスラリーとしては、コロイド性シリカスラ
リーが使用され、このスラリーには、ＢＰＳＧ膜１４に
対して選択的に作用するＨ2Ｏ2及びＫＯＨ等が含まれて
いた。このＣＭＰ法は図７（ｃ）に示されるように、コ
ンタクトホール２０の開口縁より若干上方に迫り出した
凸状のプラグ２２が得られるまで続けられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有効チ
ップ数の増加を目的とした全面成膜のブランケットＷ膜
はウェハーの外周縁を通して裏面にも廻り込むため、ウ
ェハーの外周縁及び裏面周辺にも形成されることとな
る。このウェハーの外周縁及びウェハー裏面の周辺に形
成されたＷ膜は、研磨により除去できず、次工程で汚染
の原因になってしまうという課題があった。
ップ数の増加を目的とした全面成膜のブランケットＷ膜
はウェハーの外周縁を通して裏面にも廻り込むため、ウ
ェハーの外周縁及び裏面周辺にも形成されることとな
る。このウェハーの外周縁及びウェハー裏面の周辺に形
成されたＷ膜は、研磨により除去できず、次工程で汚染
の原因になってしまうという課題があった。
【０００６】その理由は、ポリッシングパッドに対して
ウェハーを支持する際、ウェハーを飛び出し防止リング
でウェハーの周縁部が覆われてしまうため、軟質研磨パ
ッドを用いた研磨でもウェハーの外周縁のＷ膜が研磨さ
れずに残り、このＷ膜が汚染の原因となるためである。
ウェハーを支持する際、ウェハーを飛び出し防止リング
でウェハーの周縁部が覆われてしまうため、軟質研磨パ
ッドを用いた研磨でもウェハーの外周縁のＷ膜が研磨さ
れずに残り、このＷ膜が汚染の原因となるためである。
【０００７】また、研磨中に研磨剤はウェハーの外周
縁、ウェハーの裏面にも廻り込むが、荷重をかけて研磨
するため、ウェハー表面側のＷ膜の研磨速度は、ウェハ
ー外周縁のＷ膜のエッチングレートよりはるかに早く、
ウェハーの外周縁のＷ膜が研磨する前に研磨作業が停止
され、従って、ウェハーの外周縁のＷ膜は除去されずに
ほとんど残ってしまうためである。
縁、ウェハーの裏面にも廻り込むが、荷重をかけて研磨
するため、ウェハー表面側のＷ膜の研磨速度は、ウェハ
ー外周縁のＷ膜のエッチングレートよりはるかに早く、
ウェハーの外周縁のＷ膜が研磨する前に研磨作業が停止
され、従って、ウェハーの外周縁のＷ膜は除去されずに
ほとんど残ってしまうためである。
【０００８】本発明の目的は、ウェハー外周縁及びウェ
ハー裏面の金属膜を効率よく除去する金属膜の研磨方法
及びその装置を提供することにある。
ハー裏面の金属膜を効率よく除去する金属膜の研磨方法
及びその装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る金属膜の研磨方法は、金属膜研磨前
に、余分な金属膜が付着したウェハを少なくとも１種類
以上の酸化性溶液に一定時間浸漬し、該酸化性溶液を用
いて前記余分な金属膜をエッチングして除去するもので
ある。
め、本発明に係る金属膜の研磨方法は、金属膜研磨前
に、余分な金属膜が付着したウェハを少なくとも１種類
以上の酸化性溶液に一定時間浸漬し、該酸化性溶液を用
いて前記余分な金属膜をエッチングして除去するもので
ある。
【００１０】また、前記酸化性溶液に浸す工程は、ウェ
ハーカセット内に収容した複数枚のウェハーを同時に浸
漬する工程であることを特徴とする請求項１に記載の金
属膜の研磨方法。
ハーカセット内に収容した複数枚のウェハーを同時に浸
漬する工程であることを特徴とする請求項１に記載の金
属膜の研磨方法。
【００１１】また前記酸化性溶液に浸す工程は、一枚ず
つ半導体ウェハーを浸漬する工程である。
つ半導体ウェハーを浸漬する工程である。
【００１２】また前記金属膜は、タングステン（Ｗ）、
銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）合金、チタン（Ｔ
ｉ）合金、シリコン（Ｓｉ）のうち少なくとも１つ以上
含むものである。
銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）合金、チタン（Ｔ
ｉ）合金、シリコン（Ｓｉ）のうち少なくとも１つ以上
含むものである。
【００１３】また本発明に係る金属膜の研磨装置は、エ
ッチング部を有し、半導体ウェハーに付着した余分な金
属膜を除去する金属膜の研磨装置であって、エッチング
部は、エッチング槽の酸化性溶液中に、金属膜研磨前の
前記半導体ウェハーを浸漬し、該酸化性溶液により前記
半導体ウェハーに付着した金属膜をエッチング除去する
ものである。
ッチング部を有し、半導体ウェハーに付着した余分な金
属膜を除去する金属膜の研磨装置であって、エッチング
部は、エッチング槽の酸化性溶液中に、金属膜研磨前の
前記半導体ウェハーを浸漬し、該酸化性溶液により前記
半導体ウェハーに付着した金属膜をエッチング除去する
ものである。
【００１４】また本発明に係る金属膜の研磨装置は、研
磨機構を有し、半導体ウェハーに付着した余分な金属膜
を除去する金属膜の研磨装置であって、研磨機構は、ウ
ェハー回転部と、研磨部とを有し、ウェハー回転部は、
金属膜研磨前の前記半導体ウェハーの中心を吸着して回
転させるものであり、研磨部は、前記回転する半導体ウ
ェハーの外周端縁に付着した余分な金属膜に研磨パッド
を接触させ、該接触部に研磨剤を供給して前記金属膜を
研磨除去するものである。
磨機構を有し、半導体ウェハーに付着した余分な金属膜
を除去する金属膜の研磨装置であって、研磨機構は、ウ
ェハー回転部と、研磨部とを有し、ウェハー回転部は、
金属膜研磨前の前記半導体ウェハーの中心を吸着して回
転させるものであり、研磨部は、前記回転する半導体ウ
ェハーの外周端縁に付着した余分な金属膜に研磨パッド
を接触させ、該接触部に研磨剤を供給して前記金属膜を
研磨除去するものである。
【００１５】
【作用】有効チップ数の増加を目的として全面に成膜し
たブランケットＷ膜は、ウェハー外周縁や裏面周辺（以
下、ウェハー外周縁及び裏面周辺を含めて外周端縁とい
う）にも余分に形成される。そこで、ウェハーを酸化性
溶液中に浸漬し、酸化性溶液のエッチング効果を利用し
てウェハーの外周端縁に付着した余分なＷ膜を、ウェハ
ー表面側のＷ膜を研磨する前に予め除去する。この方法
により、ウェハー外終端面の余分なＷ膜を効率良く、か
つ効果的に除去することができ、余分なＷ膜を完全に除
去して、次工程以降での汚染を未然に回避し、半導体装
置の製造歩留りを向上させる。
たブランケットＷ膜は、ウェハー外周縁や裏面周辺（以
下、ウェハー外周縁及び裏面周辺を含めて外周端縁とい
う）にも余分に形成される。そこで、ウェハーを酸化性
溶液中に浸漬し、酸化性溶液のエッチング効果を利用し
てウェハーの外周端縁に付着した余分なＷ膜を、ウェハ
ー表面側のＷ膜を研磨する前に予め除去する。この方法
により、ウェハー外終端面の余分なＷ膜を効率良く、か
つ効果的に除去することができ、余分なＷ膜を完全に除
去して、次工程以降での汚染を未然に回避し、半導体装
置の製造歩留りを向上させる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１７】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係る研磨装置を示す構成図である。
１に係る研磨装置を示す構成図である。
【００１８】図１において、本発明の実施形態１に係る
研磨装置は、エッチング部７と、ウェハー搬送部８と、
アンローダ部９とを有している。
研磨装置は、エッチング部７と、ウェハー搬送部８と、
アンローダ部９とを有している。
【００１９】エッチング部７は、エッチング槽７ａと、
エレベータ７ｂと、酸化性溶液供給管３と、洗浄液供給
管４とを含んでいる。
エレベータ７ｂと、酸化性溶液供給管３と、洗浄液供給
管４とを含んでいる。
【００２０】エッチング槽７ａは、底部に排出口６を有
し、排出口６は排出バルブ５により開閉されるようにな
っている。酸化性溶液供給管３は、酸化性溶液をエッチ
ング槽７ａ内に供給するようになっており、洗浄液供給
管４は、洗浄液をエッチング槽７ａ内に供給するように
なっている。
し、排出口６は排出バルブ５により開閉されるようにな
っている。酸化性溶液供給管３は、酸化性溶液をエッチ
ング槽７ａ内に供給するようになっており、洗浄液供給
管４は、洗浄液をエッチング槽７ａ内に供給するように
なっている。
【００２１】また、被処理物としての半導体ウェハー１
には図３に示すように、ウェハー表面１ａ側に所定膜厚
の金属膜１１が形成され、かつ表面１ａ側から裏面１ｄ
側に廻り込んだ余分な金属膜１１がウェハー外周縁１ｃ
と裏面１ｄの周辺とに付着してしまう。この半導体ウェ
ハー１は、ウェハーカセット２に上下に一定間隔を置い
て複数段に保持され、金属膜１１の除去処理が施され
る。
には図３に示すように、ウェハー表面１ａ側に所定膜厚
の金属膜１１が形成され、かつ表面１ａ側から裏面１ｄ
側に廻り込んだ余分な金属膜１１がウェハー外周縁１ｃ
と裏面１ｄの周辺とに付着してしまう。この半導体ウェ
ハー１は、ウェハーカセット２に上下に一定間隔を置い
て複数段に保持され、金属膜１１の除去処理が施され
る。
【００２２】ウェハーカセット２は、エッチング槽７ａ
内の溶液中に浸漬されるものであり、耐酸性処理が施さ
れ、かつ溶液を半導体ウェハーに接触させるために通水
性を備えた構造になっている。
内の溶液中に浸漬されるものであり、耐酸性処理が施さ
れ、かつ溶液を半導体ウェハーに接触させるために通水
性を備えた構造になっている。
【００２３】またエッチング槽７ａ内には、エレベータ
７ｂが設置されており、エレベータ７ｂは、ウェハーカ
セット２を保持して該ウェハーカセット２をエレベータ
槽７ａ内に昇降させ、処理済の半導体ウェハー１を一枚
ずつウェハーの取出し高さ位置まで引き上げるようにな
っている。またエッチング槽７ａは、酸化性溶液に対し
て耐腐食性をもつポリエチレン或いはポリプロビレン等
のような化合物を用いて構成されている。
７ｂが設置されており、エレベータ７ｂは、ウェハーカ
セット２を保持して該ウェハーカセット２をエレベータ
槽７ａ内に昇降させ、処理済の半導体ウェハー１を一枚
ずつウェハーの取出し高さ位置まで引き上げるようにな
っている。またエッチング槽７ａは、酸化性溶液に対し
て耐腐食性をもつポリエチレン或いはポリプロビレン等
のような化合物を用いて構成されている。
【００２４】ウェハー搬送部８は、ウェハー搬送ロボッ
トから構成されており、ウェハー搬送ロボット８は、上
下方向への昇降、水平方向への往復動、かつ水平面内上
での回転動作を行うようになっており、この動きに伴
い、エレベータ７ｂによりエッチング槽７ａの液面より
引き上げられた半導体ウェハー１をウェハーカセット２
から１枚ずつ引き出し、これをアンローダ部９に移送す
るようになっている。
トから構成されており、ウェハー搬送ロボット８は、上
下方向への昇降、水平方向への往復動、かつ水平面内上
での回転動作を行うようになっており、この動きに伴
い、エレベータ７ｂによりエッチング槽７ａの液面より
引き上げられた半導体ウェハー１をウェハーカセット２
から１枚ずつ引き出し、これをアンローダ部９に移送す
るようになっている。
【００２５】アンローダ部９は、ウェハーカップからな
り、エッチング槽７ａ内での酸化処理が終了してウェハ
ー搬送ロボット８により移送された半導体ウェハー１を
受入れて次工程に引き渡すようになっている。
り、エッチング槽７ａ内での酸化処理が終了してウェハ
ー搬送ロボット８により移送された半導体ウェハー１を
受入れて次工程に引き渡すようになっている。
【００２６】次に本発明の実施形態１に係る動作につい
て説明する。
て説明する。
【００２７】処理前の半導体ウェハー１は、その表面１
ａ側に所定膜厚の金属膜１１が形成されているととも
に、表面１ａに連続する外周縁１ｂ及び裏面１ｃの周辺
に渡って余分な金属膜１１が形成されている。この半導
体ウェハー１は、ウェハーカセット２に複数段に保持さ
れ、半導体ウェハー１を収納したウェハーカセット２
は、エレベータ７ｂに搭載されてエッチング槽７ａ内に
セットされる。このとき、エッチング槽７ａの排出バル
ブ５は閉じられている。
ａ側に所定膜厚の金属膜１１が形成されているととも
に、表面１ａに連続する外周縁１ｂ及び裏面１ｃの周辺
に渡って余分な金属膜１１が形成されている。この半導
体ウェハー１は、ウェハーカセット２に複数段に保持さ
れ、半導体ウェハー１を収納したウェハーカセット２
は、エレベータ７ｂに搭載されてエッチング槽７ａ内に
セットされる。このとき、エッチング槽７ａの排出バル
ブ５は閉じられている。
【００２８】半導体ウェハー１がエッチング槽７ａ内に
セットされると、酸化性溶液供給管３からの酸化性溶液
がエッチング槽７ａ内に供給され、ウェハーカセット２
内の半導体ウェハー１が酸化性溶液に浸漬される。
セットされると、酸化性溶液供給管３からの酸化性溶液
がエッチング槽７ａ内に供給され、ウェハーカセット２
内の半導体ウェハー１が酸化性溶液に浸漬される。
【００２９】半導体ウェハー１がエッチング槽７ａ内の
酸化性溶液に浸漬されると、酸化性溶液のエッチング効
果によって半導体ウェハー１上の金属膜１１がエッチン
グされる。
酸化性溶液に浸漬されると、酸化性溶液のエッチング効
果によって半導体ウェハー１上の金属膜１１がエッチン
グされる。
【００３０】ここで、図３（ａ）に示すように、半導体
ウェハー１の表面１ａ、外周縁１ｂ、裏面１ｃの周辺に
かけて金属膜１１が形成されており、次工程でＣＭＰ法
を用いて半導体ウェハー１の表面１ａ側の金属膜１１が
ウェハー表面付近まで研磨されて除去されることになっ
ている。この場合、半導体ウェハー１の外周縁１ｂ、裏
面１ｃの周辺に付着した金属膜１１は、次工程でのＣＭ
Ｐ法による研磨で除去することができないものである。
ウェハー１の表面１ａ、外周縁１ｂ、裏面１ｃの周辺に
かけて金属膜１１が形成されており、次工程でＣＭＰ法
を用いて半導体ウェハー１の表面１ａ側の金属膜１１が
ウェハー表面付近まで研磨されて除去されることになっ
ている。この場合、半導体ウェハー１の外周縁１ｂ、裏
面１ｃの周辺に付着した金属膜１１は、次工程でのＣＭ
Ｐ法による研磨で除去することができないものである。
【００３１】そこで、本発明では、半導体ウェハー１の
外周縁１ｂ、裏面１ｃの周辺に付着した金属膜１１につ
いて検討した結果、この金属膜１１は、半導体ウェハー
１の表面１ａ側から外周縁１ｂを介して裏面１ｃの周辺
に廻り込んだ余分なものであって、その膜厚も半導体ウ
ェハー１の表面１ａ側のものと比較して薄く、半導体ウ
ェハー１の表面１ａ側のものよりも比較的速くエッチン
グ処理によって除去可能なことが分かった。
外周縁１ｂ、裏面１ｃの周辺に付着した金属膜１１につ
いて検討した結果、この金属膜１１は、半導体ウェハー
１の表面１ａ側から外周縁１ｂを介して裏面１ｃの周辺
に廻り込んだ余分なものであって、その膜厚も半導体ウ
ェハー１の表面１ａ側のものと比較して薄く、半導体ウ
ェハー１の表面１ａ側のものよりも比較的速くエッチン
グ処理によって除去可能なことが分かった。
【００３２】また、以上のことからして、半導体ウェハ
ー１の外周縁１ｂ及び裏面１ｃの周辺に付着している金
属膜１１がエッチング除去処理によって除去される時点
で、半導体ウェハー１の表面１ａ側の金属膜１１は、除
去されずに残る可能性があるが、この表面１ａ側の金属
膜１１に対してはＣＭＰ法による研磨処理が行われて除
去されることとなっているため、エッチング処理によっ
て残留することは技術的な課題となることはない。
ー１の外周縁１ｂ及び裏面１ｃの周辺に付着している金
属膜１１がエッチング除去処理によって除去される時点
で、半導体ウェハー１の表面１ａ側の金属膜１１は、除
去されずに残る可能性があるが、この表面１ａ側の金属
膜１１に対してはＣＭＰ法による研磨処理が行われて除
去されることとなっているため、エッチング処理によっ
て残留することは技術的な課題となることはない。
【００３３】そこで、本発明の実施形態１では、次工程
での研磨処理の際に、ウェハー飛び出し防止リングで覆
われてしまう半導体ウェハー１の外周縁１ｂと裏面１ｃ
の周辺にかけての範囲ａ’ｂ’に付着する金属膜１１を
エッチング槽７ａ内の酸化性溶液を使用してエッチング
により除去する。
での研磨処理の際に、ウェハー飛び出し防止リングで覆
われてしまう半導体ウェハー１の外周縁１ｂと裏面１ｃ
の周辺にかけての範囲ａ’ｂ’に付着する金属膜１１を
エッチング槽７ａ内の酸化性溶液を使用してエッチング
により除去する。
【００３４】酸化性溶液による金属膜の除去処理は、エ
ッチング槽７ａ内の酸化性溶液中に半導体ウェハー１を
浸漬させ、酸化性溶液のエッチング効果を半導体ウェハ
ー１の金属膜１１に作用させ、不要な金属膜１１をエッ
チング除去する。
ッチング槽７ａ内の酸化性溶液中に半導体ウェハー１を
浸漬させ、酸化性溶液のエッチング効果を半導体ウェハ
ー１の金属膜１１に作用させ、不要な金属膜１１をエッ
チング除去する。
【００３５】酸化性溶液による金属膜のエッチング処理
が終了した後に、排出バルブ５を開弁し、エッチング槽
７ａ内の酸化性溶液を排液する。
が終了した後に、排出バルブ５を開弁し、エッチング槽
７ａ内の酸化性溶液を排液する。
【００３６】次に、排出バルブ５を閉弁し、純水供給管
４から純水をエッチング槽７ａ内に供給し、この純水を
用いて半導体ウェハー１上での残存酸化性溶液濃度を低
下させる。
４から純水をエッチング槽７ａ内に供給し、この純水を
用いて半導体ウェハー１上での残存酸化性溶液濃度を低
下させる。
【００３７】次に、エレベータ７ｂを用いてウェハーカ
セット２を半導体ウェハー１の取出し高さ位置に１枚分
ずつ引き上げる。その引き上げられた半導体ウェハー１
をウェハー搬送ロボット８を用いてウェハーカセット２
から１枚ずつ取り出し、これをウェハーカップ９に移送
して移替える。
セット２を半導体ウェハー１の取出し高さ位置に１枚分
ずつ引き上げる。その引き上げられた半導体ウェハー１
をウェハー搬送ロボット８を用いてウェハーカセット２
から１枚ずつ取り出し、これをウェハーカップ９に移送
して移替える。
【００３８】ウェハーカップ９に移替えられた半導体ウ
ェハー１は、表面１ａ側に残留した金属膜１１が公知の
研磨方法を用いて研磨除去され、半導体ウェハー１上に
凸状のプラグが形成される。
ェハー１は、表面１ａ側に残留した金属膜１１が公知の
研磨方法を用いて研磨除去され、半導体ウェハー１上に
凸状のプラグが形成される。
【００３９】本発明の実施形態１によれば、ＣＭＰ法に
よる研磨処理の前処理として、研磨処理の際にウェハー
飛び出し防止リングで覆われてしまう半導体ウェハー１
の外周縁１ｂと裏面１ｃの周辺にかけての範囲に付着し
た金属膜１１を酸化性溶液を用いたエッチング処理によ
り除去しているため、ＣＭＰ法による研磨処理後に半導
体ウェハー１の外周端縁に余分な金属膜が残留すること
を未然に回避することができ、ウェハー１に残留した余
分な金属膜１１による汚染を防止することができる。
よる研磨処理の前処理として、研磨処理の際にウェハー
飛び出し防止リングで覆われてしまう半導体ウェハー１
の外周縁１ｂと裏面１ｃの周辺にかけての範囲に付着し
た金属膜１１を酸化性溶液を用いたエッチング処理によ
り除去しているため、ＣＭＰ法による研磨処理後に半導
体ウェハー１の外周端縁に余分な金属膜が残留すること
を未然に回避することができ、ウェハー１に残留した余
分な金属膜１１による汚染を防止することができる。
【００４０】（実施例１）図１に示す本発明の実施形態
１の具体例を実施例１として説明する。
１の具体例を実施例１として説明する。
【００４１】実施例１においては、図４（ａ）に示すよ
うに、基板１３上に、配線下絶縁膜としてＢＰＳＧ膜１
４、配線としてＴｉ膜１６、ＴｉＮ膜１７、ＡｌＳｉＣ
ｕ膜１８、ＴｉＮ膜１７の積層金属配線を形成し、その
後に、層間絶縁膜としてバイアスＥＣＲＳｉＯ2膜１５
を堆積し、ＳｉＯ2膜１５にスルーホール１９を開口
し、スルーホール１９の内面を含む基板全面にＴｉ膜、
ＴｉＮ膜１７を成膜する。
うに、基板１３上に、配線下絶縁膜としてＢＰＳＧ膜１
４、配線としてＴｉ膜１６、ＴｉＮ膜１７、ＡｌＳｉＣ
ｕ膜１８、ＴｉＮ膜１７の積層金属配線を形成し、その
後に、層間絶縁膜としてバイアスＥＣＲＳｉＯ2膜１５
を堆積し、ＳｉＯ2膜１５にスルーホール１９を開口
し、スルーホール１９の内面を含む基板全面にＴｉ膜、
ＴｉＮ膜１７を成膜する。
【００４２】次に図４（ｂ）に示すように、スルーホー
ル１９を含む基板全面に金属膜としてのブランケットＷ
膜１１を堆積し、スルーホール１９内にブランケットＷ
膜１１を充填する。
ル１９を含む基板全面に金属膜としてのブランケットＷ
膜１１を堆積し、スルーホール１９内にブランケットＷ
膜１１を充填する。
【００４３】次に酸化性溶液を用いたエッチング処理、
及びＣＭＰ法の研磨処理を行う。
及びＣＭＰ法の研磨処理を行う。
【００４４】すなわち、図１に示すように、ウェハーを
収納したウェハーカセット２全体を酸化性溶液供給管３
から供給される酸化性溶液、例えば過酸化水素（Ｈ
2Ｏ2）水に浸漬し、ウェハー１の外周縁１ｂ及び裏面１
ｃの周辺に付着したＷ膜１１をエッチングして除去す
る。
収納したウェハーカセット２全体を酸化性溶液供給管３
から供給される酸化性溶液、例えば過酸化水素（Ｈ
2Ｏ2）水に浸漬し、ウェハー１の外周縁１ｂ及び裏面１
ｃの周辺に付着したＷ膜１１をエッチングして除去す
る。
【００４５】図３に、過酸化水素を用いたエッチング前
後の半導体ウェハーの断面形状を示す。図３（ａ）に示
す半導体ウェハー１の外周縁１ｂと裏面１ｃの周辺に渡
る範囲ａ，ｂに付着したＷ膜１１は、エッチング後に図
３（ｂ）の範囲ａ’ｂ’で完全に除去される。
後の半導体ウェハーの断面形状を示す。図３（ａ）に示
す半導体ウェハー１の外周縁１ｂと裏面１ｃの周辺に渡
る範囲ａ，ｂに付着したＷ膜１１は、エッチング後に図
３（ｂ）の範囲ａ’ｂ’で完全に除去される。
【００４６】このときのＨ2Ｏ2の濃度は３０％以上、浸
漬時間はウェハーの周縁部１ｂ及び裏面１ｃの周辺に付
着したＷ膜が除去するのに要する時間とする。例えばＨ
2Ｏ2の濃度が３０％のときのウェハー表面１ａ上のＷ膜
１１に対するエッチング速度は約１５ｎｍ／ｍｉｎ、ウ
ェハー外周縁１ｂ及び裏面１ｃの周辺に付着したＷ膜１
１に対するエッチング速度は約３０ｎｍ／ｍｉｎである
ため、ウェハーの外周縁及び裏面周辺のＷ膜１１が完全
に除去されても、ウェハー表面１ａのＷ膜１１は、ＣＭ
Ｐを施すことができる膜厚として十分に残存する。
漬時間はウェハーの周縁部１ｂ及び裏面１ｃの周辺に付
着したＷ膜が除去するのに要する時間とする。例えばＨ
2Ｏ2の濃度が３０％のときのウェハー表面１ａ上のＷ膜
１１に対するエッチング速度は約１５ｎｍ／ｍｉｎ、ウ
ェハー外周縁１ｂ及び裏面１ｃの周辺に付着したＷ膜１
１に対するエッチング速度は約３０ｎｍ／ｍｉｎである
ため、ウェハーの外周縁及び裏面周辺のＷ膜１１が完全
に除去されても、ウェハー表面１ａのＷ膜１１は、ＣＭ
Ｐを施すことができる膜厚として十分に残存する。
【００４７】次に、エッチング槽７ａ内でウェハーを洗
浄液供給管４から供給される純水に浸漬して洗浄し、エ
レベータ７ｂにてウェハーを１枚ずつエッチング槽７ａ
内の純水から引き上げ、これをウェハー搬送ロボット８
でウェハーカップ９に移送する。
浄液供給管４から供給される純水に浸漬して洗浄し、エ
レベータ７ｂにてウェハーを１枚ずつエッチング槽７ａ
内の純水から引き上げ、これをウェハー搬送ロボット８
でウェハーカップ９に移送する。
【００４８】その後、アルミナ砥粒等の研磨剤を用いた
公知のＣＭＰ法により研磨をウェハー表面１ａのＷ膜１
１に施し、ウェハー表面１ａのＷ膜１１を研磨により除
去し、図１（ｃ）に示すようなＷプラグ１２を形成す
る。
公知のＣＭＰ法により研磨をウェハー表面１ａのＷ膜１
１に施し、ウェハー表面１ａのＷ膜１１を研磨により除
去し、図１（ｃ）に示すようなＷプラグ１２を形成す
る。
【００４９】以上のように本発明の実施例１によれば、
次工程以降でウェハー１の外周縁１ｂ及び裏面１ｃに残
存するＷ膜に起因するパーティクル（メタル残りによる
剥がれ）の発生がなく、Ｗ膜による汚染を防止すること
ができる。
次工程以降でウェハー１の外周縁１ｂ及び裏面１ｃに残
存するＷ膜に起因するパーティクル（メタル残りによる
剥がれ）の発生がなく、Ｗ膜による汚染を防止すること
ができる。
【００５０】なお、実施形態１及び実施例１では、ウェ
ハーをエッチング槽内の酸化性溶液中に没して浸漬した
が、酸化性溶液によるシャワーをウェハーに吹き付けて
浸漬するようにしても同様の効果を得ることができる。
ハーをエッチング槽内の酸化性溶液中に没して浸漬した
が、酸化性溶液によるシャワーをウェハーに吹き付けて
浸漬するようにしても同様の効果を得ることができる。
【００５１】（実施形態２）図２は、本発明の実施形態
２を示す構成図である。
２を示す構成図である。
【００５２】図２に示す本発明の実施形態２は、酸化性
溶液により半導体ウェハーを１枚ずつ処理する枚葉式の
構成としたものである。
溶液により半導体ウェハーを１枚ずつ処理する枚葉式の
構成としたものである。
【００５３】すなわち、半導体ウェハー１はエッチング
槽７ａ外に設置されたウェハーカセット２内に供給さ
れ、ウェハーカセット２はエレベータ２ａにより昇降さ
れる。
槽７ａ外に設置されたウェハーカセット２内に供給さ
れ、ウェハーカセット２はエレベータ２ａにより昇降さ
れる。
【００５４】ウェハー搬送部８は、前段のウェハー搬送
ロボット８ａと後段のウェハー搬送ロボット８ｂとから
構成されている。前段のウェハー搬送ロボット８ａは、
ウェハーカセット２から半導体ウェハー１を１枚ずつ取
り出し、これをエッチング槽７ａ内に移送する。後段の
ウェハー搬送ロボット８ｂは、エレベータ７ｂによりエ
ッチング槽７ａ内の酸化性溶液から引き上げられた半導
体ウェハー１を取り出し、これをウェハーカップ９内に
移送する。
ロボット８ａと後段のウェハー搬送ロボット８ｂとから
構成されている。前段のウェハー搬送ロボット８ａは、
ウェハーカセット２から半導体ウェハー１を１枚ずつ取
り出し、これをエッチング槽７ａ内に移送する。後段の
ウェハー搬送ロボット８ｂは、エレベータ７ｂによりエ
ッチング槽７ａ内の酸化性溶液から引き上げられた半導
体ウェハー１を取り出し、これをウェハーカップ９内に
移送する。
【００５５】エッチング槽７ａには、実施形態１と同様
に酸化性溶液供給管３が設けられているが、実施形態２
では、エッチング槽７ａ内にウェハー１の裏面を支持す
るウェハー保持部１０がエレベータ７ｂにより昇降可能
に設置されている。ウェハー保持部１０は、ウェハー裏
面を桟１０ａで支えて半導体ウェハーを溶液中に浸漬す
るようになっている。
に酸化性溶液供給管３が設けられているが、実施形態２
では、エッチング槽７ａ内にウェハー１の裏面を支持す
るウェハー保持部１０がエレベータ７ｂにより昇降可能
に設置されている。ウェハー保持部１０は、ウェハー裏
面を桟１０ａで支えて半導体ウェハーを溶液中に浸漬す
るようになっている。
【００５６】尚、実施形態２のエッチング槽１内では、
酸化性溶液によるウェハー１の酸化処理のみが行われ、
純水による洗浄処理が省略されている。
酸化性溶液によるウェハー１の酸化処理のみが行われ、
純水による洗浄処理が省略されている。
【００５７】（実施例２）次に、図２に示す本発明の実
施形態２の具体例を実施例２として説明する。
施形態２の具体例を実施例２として説明する。
【００５８】実施例２において、図４（ａ），（ｂ）に
示す製造工程までは、実施例１と同じである。
示す製造工程までは、実施例１と同じである。
【００５９】実施例２では、エッチング槽７ａの外部に
設置したウェハーカセット２に複数の半導体ウェハー１
を供給してセットして置く。次にエレベータ１ａにより
ウェハーカセット２を上昇又は下降させてウェハーカセ
ット２からウェハー１を１枚ずつウェハー搬送ロボット
８ａを用いてエッチング槽７ａに搬送する。ここで、酸
化性溶液供給管３から供給される酸化性溶液は、実施例
１と同様にＨ2Ｏ2水を用い、Ｈ2Ｏ2水にウェハー１を浸
漬し、ウェハー１の外周縁１ｂ及び裏面１ｃの周辺に付
着したＷ膜１１を除去する。実施例２におけるウェハー
の外周縁１ｂ及び裏面１ｃの周辺に付着したＷ膜の除去
効果は、実施例１と同様である。
設置したウェハーカセット２に複数の半導体ウェハー１
を供給してセットして置く。次にエレベータ１ａにより
ウェハーカセット２を上昇又は下降させてウェハーカセ
ット２からウェハー１を１枚ずつウェハー搬送ロボット
８ａを用いてエッチング槽７ａに搬送する。ここで、酸
化性溶液供給管３から供給される酸化性溶液は、実施例
１と同様にＨ2Ｏ2水を用い、Ｈ2Ｏ2水にウェハー１を浸
漬し、ウェハー１の外周縁１ｂ及び裏面１ｃの周辺に付
着したＷ膜１１を除去する。実施例２におけるウェハー
の外周縁１ｂ及び裏面１ｃの周辺に付着したＷ膜の除去
効果は、実施例１と同様である。
【００６０】その後、エレベータ７ｂを用いてウェハー
保持部１０上のウェハー１をエッチング槽７ａ内の酸化
性溶液から引き上げ、ウェハーカップ９にウェハー搬送
ロボット８ｂを用いて搬送する。
保持部１０上のウェハー１をエッチング槽７ａ内の酸化
性溶液から引き上げ、ウェハーカップ９にウェハー搬送
ロボット８ｂを用いて搬送する。
【００６１】その後、アルミナ砥粒等の研磨剤にてＣＭ
Ｐ法を施してウェハー表面１ａ側に残留したＷ膜１１を
均一に研磨し、ウェハー１の表面上からＷ膜１１を除去
し、図４（ｃ）に示すように、スルーホール１９にＷプ
ラグ１２を形成する。
Ｐ法を施してウェハー表面１ａ側に残留したＷ膜１１を
均一に研磨し、ウェハー１の表面上からＷ膜１１を除去
し、図４（ｃ）に示すように、スルーホール１９にＷプ
ラグ１２を形成する。
【００６２】実施例２によれば、研磨工程以降の次工程
において、ウェハー１の外周縁１ｂ及び裏面１ｃのＷ膜
に起因するパーティクル（メタル残りによる剥がれ）の
発生がない金属膜の研磨を行うことが可能となる。実施
例２においては、Ｈ2Ｏ2水を用いてウェハーの外周縁及
び裏面の外周端縁に付着したＷ膜を除去した後に、純水
による洗浄を行わなかったが、実施例２において、酸化
性溶液を用いたエッチング処理を行った後に、その処理
済みのウェハーを純水を用いて洗浄しても、本発明の実
施例２による効果が劣化することはない。
において、ウェハー１の外周縁１ｂ及び裏面１ｃのＷ膜
に起因するパーティクル（メタル残りによる剥がれ）の
発生がない金属膜の研磨を行うことが可能となる。実施
例２においては、Ｈ2Ｏ2水を用いてウェハーの外周縁及
び裏面の外周端縁に付着したＷ膜を除去した後に、純水
による洗浄を行わなかったが、実施例２において、酸化
性溶液を用いたエッチング処理を行った後に、その処理
済みのウェハーを純水を用いて洗浄しても、本発明の実
施例２による効果が劣化することはない。
【００６３】（実施形態３）図５は、本発明の実施形態
３を示す構成図である。
３を示す構成図である。
【００６４】図５に示す本発明の実施形態３は、エレベ
ータ２ａにより１枚のウェハー１分ずつ上昇又は下降さ
れるウェハーカセット２と、ウェハーカセット２内のウ
ェハー１を１枚ずつ取出して中間のウェハーカップ９ａ
上に水平姿勢にセットするウェハー搬送ロボット８と、
ウェハー１の端面側を研磨する研磨機構と、研磨済みの
ウェハー１を後段のウェハーカップ９ｂ上に水平姿勢に
移送するウェハー搬送部とからなっている。
ータ２ａにより１枚のウェハー１分ずつ上昇又は下降さ
れるウェハーカセット２と、ウェハーカセット２内のウ
ェハー１を１枚ずつ取出して中間のウェハーカップ９ａ
上に水平姿勢にセットするウェハー搬送ロボット８と、
ウェハー１の端面側を研磨する研磨機構と、研磨済みの
ウェハー１を後段のウェハーカップ９ｂ上に水平姿勢に
移送するウェハー搬送部とからなっている。
【００６５】ウェハーカセット２には、複数のウェハー
１が上下に一定間隔を置いて複数段に保持されている。
１が上下に一定間隔を置いて複数段に保持されている。
【００６６】ウェハー搬送ロボット８は、昇降可能で、
かつ水平方向に往復動し、さらにウェハー１を水平面内
で回転させることにより、ウェハー１をウェハーカップ
９ａ上に水平姿勢にセットするようになっている。
かつ水平方向に往復動し、さらにウェハー１を水平面内
で回転させることにより、ウェハー１をウェハーカップ
９ａ上に水平姿勢にセットするようになっている。
【００６７】研磨機構は、ウェハー回転部と、研磨部と
を有している。ウェハー回転部は、ウェハー保持アーム
３２を含み、金属膜研磨前の半導体ウェハー１の中心を
吸着して回転させるようになっている。また研磨部は、
研磨パッド保持台３０及び研磨パッド３１と、研磨剤供
給管３３とを含み、回転する半導体ウェハー１の外周端
縁に付着した余分な金属膜１１に研磨パッド３１を接触
させ、該接触部に研磨剤を供給して金属膜１１を研磨除
去するようになっている。
を有している。ウェハー回転部は、ウェハー保持アーム
３２を含み、金属膜研磨前の半導体ウェハー１の中心を
吸着して回転させるようになっている。また研磨部は、
研磨パッド保持台３０及び研磨パッド３１と、研磨剤供
給管３３とを含み、回転する半導体ウェハー１の外周端
縁に付着した余分な金属膜１１に研磨パッド３１を接触
させ、該接触部に研磨剤を供給して金属膜１１を研磨除
去するようになっている。
【００６８】ウェハー保持アーム３２は、先端に真空吸
着部３２ａを有し、回転可能な軸状をなしている。ウェ
ハー保持アーム３２は、ウェハーカップ９ａの上方位置
で真空吸着部３２ａを下方に向けて垂直姿勢にセットさ
れ、ウェハー１を真空吸着したウェハー保持アーム３２
は、基部３２ｂ側を支点として９０°上方に回転されて
水平姿勢となり、半導体ウェハー１を縦置き姿勢に保持
するようになっている。水平方向に回転されたウェハー
保持アーム３２は、研磨パッド保持台３０まで水平移動
する。
着部３２ａを有し、回転可能な軸状をなしている。ウェ
ハー保持アーム３２は、ウェハーカップ９ａの上方位置
で真空吸着部３２ａを下方に向けて垂直姿勢にセットさ
れ、ウェハー１を真空吸着したウェハー保持アーム３２
は、基部３２ｂ側を支点として９０°上方に回転されて
水平姿勢となり、半導体ウェハー１を縦置き姿勢に保持
するようになっている。水平方向に回転されたウェハー
保持アーム３２は、研磨パッド保持台３０まで水平移動
する。
【００６９】研磨パッド保持台３０には、２枚の研磨パ
ッド３１，３１の表面同士を張り合わせ、これを縦置き
姿勢に保持し、２枚の研磨パッド３１，３１の研磨面３
１ａを上方に向けてセットしてある。
ッド３１，３１の表面同士を張り合わせ、これを縦置き
姿勢に保持し、２枚の研磨パッド３１，３１の研磨面３
１ａを上方に向けてセットしてある。
【００７０】研磨剤供給管３３は、研磨パッド３１の研
磨面３１ａに研磨剤を供給するようになっている。また
トルク電流測定器３４は、回転するウェハー保持アーム
３２に加わるトルクを測定し、そのトルク値を電流に変
換し、その電流値の変化に基づいて半導体ウェハー１の
外周端縁に対する研磨パッド３１による研磨度合を検出
するようになっている。
磨面３１ａに研磨剤を供給するようになっている。また
トルク電流測定器３４は、回転するウェハー保持アーム
３２に加わるトルクを測定し、そのトルク値を電流に変
換し、その電流値の変化に基づいて半導体ウェハー１の
外周端縁に対する研磨パッド３１による研磨度合を検出
するようになっている。
【００７１】またウェハー保持アーム３２は、ウェハー
搬送部を兼ねており、ウェハー保持アーム３２は、水平
姿勢のままウェハーカップ９ｂ上まで半導体ウェハー１
を搬送し、その後、垂直姿勢に方向転換して半導体ウェ
ハー１を水平姿勢でウェハーカップ９ｂ上にセットする
ようになっている。
搬送部を兼ねており、ウェハー保持アーム３２は、水平
姿勢のままウェハーカップ９ｂ上まで半導体ウェハー１
を搬送し、その後、垂直姿勢に方向転換して半導体ウェ
ハー１を水平姿勢でウェハーカップ９ｂ上にセットする
ようになっている。
【００７２】次に、本発明の実施形態３の動作について
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【００７３】実施形態１と同様に図３に示すようなブラ
ンケットＷ膜１６を埋設した半導体ウェハー１の金属膜
１１を研磨装置で研磨する。図５に示すように、半導体
ウェハー１を収納したウェハーカセット２から半導体ウ
ェハー１を１枚ずつウェハー搬送ロボット８を用いてウ
ェハーカップ９ａ上に搬送する。
ンケットＷ膜１６を埋設した半導体ウェハー１の金属膜
１１を研磨装置で研磨する。図５に示すように、半導体
ウェハー１を収納したウェハーカセット２から半導体ウ
ェハー１を１枚ずつウェハー搬送ロボット８を用いてウ
ェハーカップ９ａ上に搬送する。
【００７４】その後、ウェハー保持アーム３２を垂直姿
勢に転換し、その真空吸着部３２ａに半導体ウェハー１
を保持し、このウェハー保持アーム３２を９０°回転さ
せてウェハー保持アーム３２を水平姿勢に転換し、半導
体ウェハー１を縦向きに配置された２枚の研磨パッド３
０上に水平移動させる。
勢に転換し、その真空吸着部３２ａに半導体ウェハー１
を保持し、このウェハー保持アーム３２を９０°回転さ
せてウェハー保持アーム３２を水平姿勢に転換し、半導
体ウェハー１を縦向きに配置された２枚の研磨パッド３
０上に水平移動させる。
【００７５】この研磨パッド３１上に研磨剤供給管３３
から研磨剤を供給しながらウェハー保持アーム３２を下
方向に移動させ、ウェハー保持アーム３２で半導体ウェ
ハー１を回転させたまま、図６に示すようにウェハー１
の周縁部１ｂ及び裏面１ｃに回り込んだ金属膜１１に研
磨パッド３１を接触させ、該接触部に研磨剤を供給して
金属膜１１を研磨除去する。このときの半導体ウェハー
１の回転数は１０〜３０ｒｐｍ、研磨パッド３１への接
触圧は０．３〜１．０ｐｓｉ、研磨剤の供給量は２０〜
５０ｃｃ／ｍｉｎが望ましい。研磨終点は、トルク電流
測定器３４を用いて判定する。ここで、図６において、
半導体ウェハー１の周縁部１ｂ及び裏面１ｃに回り込ん
だ金属膜１１に研磨パッド３１を接触させると、最初に
水平な位置Ｈ1から研磨が開始され、圧下力を受けて半
導体ウェハー１の外周端縁が研磨パッド３１に食い込
み、その研磨範囲が半導体ウェハー１の外周端縁をカバ
ーする範囲Ｖ1に変化し、半導体ウェハー１の外周端縁
の金属膜が完全に研磨除去されることとなる。
から研磨剤を供給しながらウェハー保持アーム３２を下
方向に移動させ、ウェハー保持アーム３２で半導体ウェ
ハー１を回転させたまま、図６に示すようにウェハー１
の周縁部１ｂ及び裏面１ｃに回り込んだ金属膜１１に研
磨パッド３１を接触させ、該接触部に研磨剤を供給して
金属膜１１を研磨除去する。このときの半導体ウェハー
１の回転数は１０〜３０ｒｐｍ、研磨パッド３１への接
触圧は０．３〜１．０ｐｓｉ、研磨剤の供給量は２０〜
５０ｃｃ／ｍｉｎが望ましい。研磨終点は、トルク電流
測定器３４を用いて判定する。ここで、図６において、
半導体ウェハー１の周縁部１ｂ及び裏面１ｃに回り込ん
だ金属膜１１に研磨パッド３１を接触させると、最初に
水平な位置Ｈ1から研磨が開始され、圧下力を受けて半
導体ウェハー１の外周端縁が研磨パッド３１に食い込
み、その研磨範囲が半導体ウェハー１の外周端縁をカバ
ーする範囲Ｖ1に変化し、半導体ウェハー１の外周端縁
の金属膜が完全に研磨除去されることとなる。
【００７６】そして、研磨終了後ウェハー保持アーム３
２を上方向へ移動させ、回転を停止する。次に、ウェハ
ーカップ９ｂ上へ水平移動させた後、９０°回転させ、
ウェハーカップ９ｂ上に半導体ウェハー１を水平に置
く。
２を上方向へ移動させ、回転を停止する。次に、ウェハ
ーカップ９ｂ上へ水平移動させた後、９０°回転させ、
ウェハーカップ９ｂ上に半導体ウェハー１を水平に置
く。
【００７７】その後、アルミナ砥粒等の研磨剤にてＣＭ
Ｐを施して半導体ウェハー１の表面を均一にし、Ｗプラ
グを形成する。
Ｐを施して半導体ウェハー１の表面を均一にし、Ｗプラ
グを形成する。
【００７８】この方法においても、次工程以降で半導体
ウェハー１の外終端縁に残留するＷ膜に起因したパーテ
ィクル（メタル残りによる剥がれ）の発生を防止するこ
とができる。ウェハーカップ９ｂ上での半導体ウェハー
１の表面に付着した金属膜の研磨においては、図６に示
すように研磨時の接触面がほぼ半導体ウェハー１の外周
端縁の全面に及んでいるために、図３と同様に半導体ウ
ェハー１の外周端縁に付着したＷ膜を効果的に除去する
ことが可能になる。尚、金属膜の研磨に於いては、トル
ク電流測定器３４を使用したが、ウェハー１が１０〜３
０ｒｐｍと低速回転であるため、目視または、光学的な
膜厚測定においても十分に終点検知が可能であることは
言うまでもない。また、半導体ウェハー１の外周端縁の
Ｗ膜を研磨除去する際、研磨剤供給管３３から供給され
る溶液を研磨剤としたが、研磨粒子を含まず金属膜に対
して選択的に作用する酸化性溶液を研磨剤として用いて
も、同様の効果が得られることも言うまでもない。
ウェハー１の外終端縁に残留するＷ膜に起因したパーテ
ィクル（メタル残りによる剥がれ）の発生を防止するこ
とができる。ウェハーカップ９ｂ上での半導体ウェハー
１の表面に付着した金属膜の研磨においては、図６に示
すように研磨時の接触面がほぼ半導体ウェハー１の外周
端縁の全面に及んでいるために、図３と同様に半導体ウ
ェハー１の外周端縁に付着したＷ膜を効果的に除去する
ことが可能になる。尚、金属膜の研磨に於いては、トル
ク電流測定器３４を使用したが、ウェハー１が１０〜３
０ｒｐｍと低速回転であるため、目視または、光学的な
膜厚測定においても十分に終点検知が可能であることは
言うまでもない。また、半導体ウェハー１の外周端縁の
Ｗ膜を研磨除去する際、研磨剤供給管３３から供給され
る溶液を研磨剤としたが、研磨粒子を含まず金属膜に対
して選択的に作用する酸化性溶液を研磨剤として用いて
も、同様の効果が得られることも言うまでもない。
【００７９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体ウ
ェハーの外周端縁に付着した余分な金属膜を完全に除去
することができ、次工程での金属膜の剥がれによる汚染
を未然に防止することができる。
ェハーの外周端縁に付着した余分な金属膜を完全に除去
することができ、次工程での金属膜の剥がれによる汚染
を未然に防止することができる。
【図１】本発明の実施形態１を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態２を示す構成図である。
【図３】半導体ウェハーに付着した余分な金属膜を酸化
性溶液を用いて除去する過程を示す断面図である。
性溶液を用いて除去する過程を示す断面図である。
【図４】半導体ウェハーに金属膜によるプラグを形成す
る方法を製造工程順に示す断面図である。
る方法を製造工程順に示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態３を示す構成図である。
【図６】本発明の実施形態３における金属膜の除去状態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７】従来例を示す断面図である。
１ ウェハー ２ ウェハーカセット ２ａ エレベータ ３ 酸化性溶液供給管 ４ 洗浄液供給管 ５ 排出バルブ ６ 排出口 ７ エッチング部 ７ａ エッチング槽 ７ｂ エレベータ ８，８ａ，８ｂ ウェハー搬送ロボット ９，９ａ，９ｂ ウェハーカップ ３０ 研磨パッド保持台剤供給管 ３１ 研磨パッド ３２ ウェハー保持アーム ３３ 研磨剤供給管
Claims (6)
- 【請求項１】 金属膜研磨前に、余分な金属膜が付着し
たウェハを少なくとも１種類以上の酸化性溶液に一定時
間浸漬し、 該酸化性溶液を用いて前記余分な金属膜をエッチングし
て除去することを特徴とする金属膜の研磨方法。 - 【請求項２】 前記酸化性溶液に浸す工程は、ウェハー
カセット内に収容した複数枚のウェハーを同時に浸漬す
る工程であることを特徴とする請求項１に記載の金属膜
の研磨方法。 - 【請求項３】 前記酸化性溶液に浸す工程は、一枚ずつ
半導体ウェハーを浸漬する工程であることを特徴とする
請求項１に記載の金属膜の研磨方法。 - 【請求項４】 前記金属膜は、タングステン（Ｗ）、銅
（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）合金、チタン（Ｔｉ）
合金、シリコン（Ｓｉ）のうち少なくとも１つ以上含む
ものであることを特徴とする請求項１に記載の金属膜の
研磨方法。 - 【請求項５】 エッチング部を有し、半導体ウェハーに
付着した余分な金属膜を除去する金属膜の研磨装置であ
って、 エッチング部は、エッチング槽の酸化性溶液中に、金属
膜研磨前の前記半導体ウェハーを浸漬し、該酸化性溶液
により前記半導体ウェハーに付着した金属膜をエッチン
グ除去するものであることを特徴とする金属膜の研磨装
置。 - 【請求項６】 研磨機構を有し、半導体ウェハーに付着
した余分な金属膜を除去する金属膜の研磨装置であっ
て、 研磨機構は、ウェハー回転部と、研磨部とを有し、 ウェハー回転部は、金属膜研磨前の前記半導体ウェハー
の中心を吸着して回転させるものであり、 研磨部は、前記回転する半導体ウェハーの外周端縁に付
着した余分な金属膜に研磨パッドを接触させ、該接触部
に研磨剤を供給して前記金属膜を研磨除去するものであ
ることを特徴とする金属膜の研磨装置。
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