JPH10335278A - 酸化シリコンを主成分とする被加工物の研磨方法 - Google Patents
酸化シリコンを主成分とする被加工物の研磨方法Info
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- JPH10335278A JPH10335278A JP9141895A JP14189597A JPH10335278A JP H10335278 A JPH10335278 A JP H10335278A JP 9141895 A JP9141895 A JP 9141895A JP 14189597 A JP14189597 A JP 14189597A JP H10335278 A JPH10335278 A JP H10335278A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化シリコン膜２が形成されているシリコン
ウェハ１と研磨工具５との間に研磨剤を介在させて、酸
化シリコン膜２を研磨する際、研磨剤中の砥粒等が研磨
工具５や酸化シリコン膜２に付着するのを防ぐ。 【解決手段】 研磨剤１０として、砥粒を含まない酸性
フッ化アンモン水溶液を用いる。酸化シリコン膜２の凸
部は研磨工具５による摩擦作用を大きく受け、この部分
の軟質化が促進される。軟質化した凸部は、凹部より
も、酸性フッ化アンモン水溶液１０の化学的な溶去作用
を強く受けて、積極的に溶去される。この結果、凸部が
選択的に研磨され、酸化シリコン膜２の表面が平坦化さ
れる。
ウェハ１と研磨工具５との間に研磨剤を介在させて、酸
化シリコン膜２を研磨する際、研磨剤中の砥粒等が研磨
工具５や酸化シリコン膜２に付着するのを防ぐ。 【解決手段】 研磨剤１０として、砥粒を含まない酸性
フッ化アンモン水溶液を用いる。酸化シリコン膜２の凸
部は研磨工具５による摩擦作用を大きく受け、この部分
の軟質化が促進される。軟質化した凸部は、凹部より
も、酸性フッ化アンモン水溶液１０の化学的な溶去作用
を強く受けて、積極的に溶去される。この結果、凸部が
選択的に研磨され、酸化シリコン膜２の表面が平坦化さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化シリコンを主
成分とする被加工物の研磨方法に関する。
成分とする被加工物の研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体ディバイスの進歩は著し
く、高密度・高集積化のために、三次元的に回路形成す
る多層配線化が行われている。この多層配線では、各層
の表面の凹凸の低減もしくは除去が不可欠である。これ
は、層表面に凹凸があると、縮小投影露光装置による回
路製作時のパターン解像度の劣化等により、半導体デバ
イスの歩留まりの低下につながるからである。層表面の
凹凸を低減するには、層の厚みを薄くすることが考えら
れるが、この場合、必要な電気特性を得ることができな
いため、現実的ではない。そこで、層表面の凹凸の低減
もしくは除去するために、メカノケミカルポリシング技
術が採用されている。この技術では、主に、研磨工具に
よる機械的な除去作用と、研磨剤の化学的な皮膜形成作
用とを利用して、凹凸を低減するものが一般的である。
このメカノケミカルポリシング技術は、特に、層間の絶
縁膜である酸化膜の凹凸の低減に採用されている。
く、高密度・高集積化のために、三次元的に回路形成す
る多層配線化が行われている。この多層配線では、各層
の表面の凹凸の低減もしくは除去が不可欠である。これ
は、層表面に凹凸があると、縮小投影露光装置による回
路製作時のパターン解像度の劣化等により、半導体デバ
イスの歩留まりの低下につながるからである。層表面の
凹凸を低減するには、層の厚みを薄くすることが考えら
れるが、この場合、必要な電気特性を得ることができな
いため、現実的ではない。そこで、層表面の凹凸の低減
もしくは除去するために、メカノケミカルポリシング技
術が採用されている。この技術では、主に、研磨工具に
よる機械的な除去作用と、研磨剤の化学的な皮膜形成作
用とを利用して、凹凸を低減するものが一般的である。
このメカノケミカルポリシング技術は、特に、層間の絶
縁膜である酸化膜の凹凸の低減に採用されている。
【０００３】ここで、具体的に、従来の酸化シリコン膜
に対するメカノケミカルポリシング技術について説明す
る。研磨装置は、例えば、図１に示すように、研磨工具
５ａと、これを回転させる研磨工具回転機構８と、シリ
コンウェハ１が貼付られる雇３と、この雇３をシリコン
ウェハ１と共に回転させると共に移動させる被加工物回
転移動機構４と、研磨剤１０ａを噴出するノズル９とを
備えている。このシリコンウェハ１の表面には、酸化シ
リコン膜２が形成されている。研磨工具５ａは、円盤状
の研磨布ベース７と、この研磨布ベース７上に貼付られ
た発砲ウレタン製の研磨布６ａとを有している。ノズル
９から噴出させる研磨剤１０ａとしては、酸化シリコン
製の砥粒と、ＰＨ１０〜１１の水酸化カリウム水溶液と
を混合したものを使用している。
に対するメカノケミカルポリシング技術について説明す
る。研磨装置は、例えば、図１に示すように、研磨工具
５ａと、これを回転させる研磨工具回転機構８と、シリ
コンウェハ１が貼付られる雇３と、この雇３をシリコン
ウェハ１と共に回転させると共に移動させる被加工物回
転移動機構４と、研磨剤１０ａを噴出するノズル９とを
備えている。このシリコンウェハ１の表面には、酸化シ
リコン膜２が形成されている。研磨工具５ａは、円盤状
の研磨布ベース７と、この研磨布ベース７上に貼付られ
た発砲ウレタン製の研磨布６ａとを有している。ノズル
９から噴出させる研磨剤１０ａとしては、酸化シリコン
製の砥粒と、ＰＨ１０〜１１の水酸化カリウム水溶液と
を混合したものを使用している。
【０００４】実際の研磨では、シリコンウェハ１の酸化
シリコン膜２上に研磨剤１０ａを５０〜５００ml／min
程度噴射し、シリコンウェハ１及び研磨工具５ａをそれ
ぞれ回転させつつ、シリコンウェハ１を移動させて、シ
リコンウェハ１上の酸化シリコン膜２を研磨する。この
研磨では、研磨工具５ａ及び研磨剤１０ａ中の酸化シリ
コン製砥粒による機械的な除去作用と、研磨剤１０ａ中
の水酸化カリウム水溶液による化学的作用との両作用に
より、酸化シリコン膜２の凹凸の凸部を選択的に除去さ
れる。
シリコン膜２上に研磨剤１０ａを５０〜５００ml／min
程度噴射し、シリコンウェハ１及び研磨工具５ａをそれ
ぞれ回転させつつ、シリコンウェハ１を移動させて、シ
リコンウェハ１上の酸化シリコン膜２を研磨する。この
研磨では、研磨工具５ａ及び研磨剤１０ａ中の酸化シリ
コン製砥粒による機械的な除去作用と、研磨剤１０ａ中
の水酸化カリウム水溶液による化学的作用との両作用に
より、酸化シリコン膜２の凹凸の凸部を選択的に除去さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、研磨剤１０ａ中の砥粒等が研磨工具
５ａに付着し、この研磨工具５ａを目詰まりさせると共
に、砥粒等が酸化シリコン膜２にも付着し、酸化シリコ
ン膜２が汚染してしまうことが多い。このため、従来技
術では、研磨工具５ａに付着した砥粒等を除くために、
度々、研磨工具５ａをドレッシングしなければならない
と共に、研磨後のシリコンウェハ１に対して各種の洗浄
処理を施さなければならず、実際の研磨以外で多大な労
力と時間を消費してしまうという問題点がある。
うな従来技術では、研磨剤１０ａ中の砥粒等が研磨工具
５ａに付着し、この研磨工具５ａを目詰まりさせると共
に、砥粒等が酸化シリコン膜２にも付着し、酸化シリコ
ン膜２が汚染してしまうことが多い。このため、従来技
術では、研磨工具５ａに付着した砥粒等を除くために、
度々、研磨工具５ａをドレッシングしなければならない
と共に、研磨後のシリコンウェハ１に対して各種の洗浄
処理を施さなければならず、実際の研磨以外で多大な労
力と時間を消費してしまうという問題点がある。
【０００６】また、従来技術では、研磨剤１０ａ中の砥
粒により、酸化シリコン膜２上にキズ等の加工変質層が
発生する場合があり、被加工物であるシリコンウェハ１
の歩留まりが低下してしまうという問題点もある。
粒により、酸化シリコン膜２上にキズ等の加工変質層が
発生する場合があり、被加工物であるシリコンウェハ１
の歩留まりが低下してしまうという問題点もある。
【０００７】さらに、従来技術では、比較的高価な研磨
剤１０ａを比較的大量に用いるので、ランニングコスト
が嵩むという問題点もある。
剤１０ａを比較的大量に用いるので、ランニングコスト
が嵩むという問題点もある。
【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目し、研磨工具のドレッシング工程及び被加工物の洗
浄工程を少なくし、または省き、労力の軽減と加工時間
の短縮化とを図ることができると共に、キズ等の加工変
質層の発生が少なく歩留まりを高めることができ、ラン
ニングコストを低減させることができる、酸化シリコン
を主成分とする被加工物の研磨方法を提供することを目
的とする。
着目し、研磨工具のドレッシング工程及び被加工物の洗
浄工程を少なくし、または省き、労力の軽減と加工時間
の短縮化とを図ることができると共に、キズ等の加工変
質層の発生が少なく歩留まりを高めることができ、ラン
ニングコストを低減させることができる、酸化シリコン
を主成分とする被加工物の研磨方法を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の研磨方法は、酸化シリコンを主成分とする被加工物と
研磨工具とのうち、一方を他方に対して相対移動させる
と共に、該被加工物と該研磨工具との間に研磨剤を介在
させて、該被加工物を研磨する、被加工物の研磨方法に
おいて、前記研磨剤として、酸性フッ化アンモン水溶液
を用いることを特徴とするものである。
の研磨方法は、酸化シリコンを主成分とする被加工物と
研磨工具とのうち、一方を他方に対して相対移動させる
と共に、該被加工物と該研磨工具との間に研磨剤を介在
させて、該被加工物を研磨する、被加工物の研磨方法に
おいて、前記研磨剤として、酸性フッ化アンモン水溶液
を用いることを特徴とするものである。
【００１０】ここで、前記被加工物は、シリコンウェハ
上に形成された酸化シリコン膜であってもよい。
上に形成された酸化シリコン膜であってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施形態と
しての酸化シリコン膜の研磨方法について説明する。
しての酸化シリコン膜の研磨方法について説明する。
【００１２】この実施形態では、シリコンウェハ（基
板）１上に形成された酸化シリコン膜２を研磨する。こ
の実施形態の研磨装置は、従来技術と同じく、図１に示
すように、研磨工具５と、これを回転させる研磨工具回
転機構８と、被加工物であるシリコンウェハ１が貼付ら
れる雇３と、この雇３をシリコンウェハ１と共に回転さ
せると共に移動させる被加工物回転移動機構４と、研磨
剤１０を噴出するノズル９とを備えている。研磨工具５
は、円盤状の研磨布ベース７と、この研磨布ベース７上
に貼付られた発砲フッ素樹脂製の研磨布６とを有してい
る。ノズル９から噴射する研磨剤１０としては、酸性フ
ッ化アンモン（ＮＨ4Ｆ・ＨＦ）水溶液を用いる。
板）１上に形成された酸化シリコン膜２を研磨する。こ
の実施形態の研磨装置は、従来技術と同じく、図１に示
すように、研磨工具５と、これを回転させる研磨工具回
転機構８と、被加工物であるシリコンウェハ１が貼付ら
れる雇３と、この雇３をシリコンウェハ１と共に回転さ
せると共に移動させる被加工物回転移動機構４と、研磨
剤１０を噴出するノズル９とを備えている。研磨工具５
は、円盤状の研磨布ベース７と、この研磨布ベース７上
に貼付られた発砲フッ素樹脂製の研磨布６とを有してい
る。ノズル９から噴射する研磨剤１０としては、酸性フ
ッ化アンモン（ＮＨ4Ｆ・ＨＦ）水溶液を用いる。
【００１３】実際の研磨段階では、シリコンウェハ１上
に研磨剤である酸性フッ化アンモン研磨液１０をノズル
９から噴射すると共に、シリコンウェハ１に研磨工具５
を押圧させて、シリコンウェハ１及び研磨工具５をそれ
ぞれ回転させつつ、シリコンウェハ１をその半径方向に
移動させて、シリコンウェハ１上の酸化シリコン膜２を
研磨する。
に研磨剤である酸性フッ化アンモン研磨液１０をノズル
９から噴射すると共に、シリコンウェハ１に研磨工具５
を押圧させて、シリコンウェハ１及び研磨工具５をそれ
ぞれ回転させつつ、シリコンウェハ１をその半径方向に
移動させて、シリコンウェハ１上の酸化シリコン膜２を
研磨する。
【００１４】この研磨過程において、酸化シリコン膜２
は、研磨工具５から摩擦作用を受ける。特に、酸化シリ
コン膜２に凹凸がある場合には、凸部でより大きな摩擦
作用を受ける。摩擦作用を受けた酸化シリコン膜２の表
層の原子配列が乱れ、酸化シリコン膜２の表層は軟質化
される。なお、この実施形態における酸化シリコン膜２
は非晶質なので、ここでの「原子配列が乱れる」という
ことは、整然と配列していた原子配列が乱れるという意
味ではなく、処理前後で原子配列が変わることを意味し
ている。
は、研磨工具５から摩擦作用を受ける。特に、酸化シリ
コン膜２に凹凸がある場合には、凸部でより大きな摩擦
作用を受ける。摩擦作用を受けた酸化シリコン膜２の表
層の原子配列が乱れ、酸化シリコン膜２の表層は軟質化
される。なお、この実施形態における酸化シリコン膜２
は非晶質なので、ここでの「原子配列が乱れる」という
ことは、整然と配列していた原子配列が乱れるという意
味ではなく、処理前後で原子配列が変わることを意味し
ている。
【００１５】また、この研磨過程において、酸性フッ化
アンモン研磨液１０と酸化シリコン膜２とは、以下のよ
うな化学反応を起こす。 ＳｉＯ2＋６ＨＦ→Ｈ2ＳｉＦ6＋２Ｈ2Ｏ すなわち、酸性フッ化アンモン研磨液１０中のフッ酸
（ＨＦ）と酸化シリコン（ＳｉＯ2）とが化学反応を起
こし、酸化シリコンが溶去される。フッ酸は、それのみ
では、シリコン単体（Ｓｉ）、言い替えると、シリコン
ウェハ１自体も溶去する。しかし、フッ酸は、アンモニ
アと共に存在するとき、酸化シリコンを溶去するもの
の、シリコン単体を溶去することはできない。つまり、
酸性フッ化アンモン研磨液１０では、シリコンウェハ１
上の酸化シリコンのみを溶去し、シリコンウェハ１自体
は溶去されない。したがって、この実施形態のように、
シリコンウェハ上に酸化シリコン膜が形成され、シリコ
ンウェハを部分的に除去することなく、この酸化シリコ
ン膜を研磨する場合には、酸性フッ化アンモン水溶液を
研磨剤として用いることが非常に好ましい。
アンモン研磨液１０と酸化シリコン膜２とは、以下のよ
うな化学反応を起こす。 ＳｉＯ2＋６ＨＦ→Ｈ2ＳｉＦ6＋２Ｈ2Ｏ すなわち、酸性フッ化アンモン研磨液１０中のフッ酸
（ＨＦ）と酸化シリコン（ＳｉＯ2）とが化学反応を起
こし、酸化シリコンが溶去される。フッ酸は、それのみ
では、シリコン単体（Ｓｉ）、言い替えると、シリコン
ウェハ１自体も溶去する。しかし、フッ酸は、アンモニ
アと共に存在するとき、酸化シリコンを溶去するもの
の、シリコン単体を溶去することはできない。つまり、
酸性フッ化アンモン研磨液１０では、シリコンウェハ１
上の酸化シリコンのみを溶去し、シリコンウェハ１自体
は溶去されない。したがって、この実施形態のように、
シリコンウェハ上に酸化シリコン膜が形成され、シリコ
ンウェハを部分的に除去することなく、この酸化シリコ
ン膜を研磨する場合には、酸性フッ化アンモン水溶液を
研磨剤として用いることが非常に好ましい。
【００１６】ところで、この化学的な溶去作用たけで
は、酸化シリコン膜２上の凹凸を低減することはできな
い。これは、酸化シリコン膜２の表面全体がほぼ均等に
溶去されるからである。そこで、この実施形態では、酸
性フッ化アンモン研磨液１０による化学的な溶去作用
と、研磨工具５による機械的な摩擦作用とを組み合わせ
て、酸化シリコン膜２の凹凸のうち、凸部を選択的に研
磨し、酸化シリコン膜２の表面を平坦化している。
は、酸化シリコン膜２上の凹凸を低減することはできな
い。これは、酸化シリコン膜２の表面全体がほぼ均等に
溶去されるからである。そこで、この実施形態では、酸
性フッ化アンモン研磨液１０による化学的な溶去作用
と、研磨工具５による機械的な摩擦作用とを組み合わせ
て、酸化シリコン膜２の凹凸のうち、凸部を選択的に研
磨し、酸化シリコン膜２の表面を平坦化している。
【００１７】この酸化シリコン膜２の凸部を選択的に研
磨するメカニズムは、以下のようなメカニズムである。
前述したように、酸化シリコン膜２の凸部は研磨工具５
による摩擦作用を大きく受け、この部分の軟質化が促進
される。軟質化した凸部は、凹部よりも、酸性フッ化ア
ンモン研磨液１０の化学的な溶去作用を強く受けて、積
極的に溶去される。この結果、凸部が選択的に研磨さ
れ、酸化シリコン膜２の表面が平坦化される。
磨するメカニズムは、以下のようなメカニズムである。
前述したように、酸化シリコン膜２の凸部は研磨工具５
による摩擦作用を大きく受け、この部分の軟質化が促進
される。軟質化した凸部は、凹部よりも、酸性フッ化ア
ンモン研磨液１０の化学的な溶去作用を強く受けて、積
極的に溶去される。この結果、凸部が選択的に研磨さ
れ、酸化シリコン膜２の表面が平坦化される。
【００１８】ここで、メカノケミカルポリシングのメカ
ニズムについて、簡単に整理する。メカノケミカルポリ
シングでは、 （１）機械的作用の(a)除去作用or(b)摩擦作用 （２）化学的作用の(a)溶去作用or(b)皮膜形成作用 の組合せによる作用で研磨が行われる。一般的なメカノ
ケミカルポリシングでは、（１）機械的作用の(a)除去
作用と、（２）化学的作用の(b)皮膜形成作用との組合
せによる作用で研磨が行われている。一方、この実施形
態では、（１）機械的作用の(b)摩擦作用と、（２）化
学的作用の(a)溶去作用との組合せによる作用で研磨を
行っており、メカノケミカルポリシングでは、非常に珍
しいメカニズムで研磨を実現している。
ニズムについて、簡単に整理する。メカノケミカルポリ
シングでは、 （１）機械的作用の(a)除去作用or(b)摩擦作用 （２）化学的作用の(a)溶去作用or(b)皮膜形成作用 の組合せによる作用で研磨が行われる。一般的なメカノ
ケミカルポリシングでは、（１）機械的作用の(a)除去
作用と、（２）化学的作用の(b)皮膜形成作用との組合
せによる作用で研磨が行われている。一方、この実施形
態では、（１）機械的作用の(b)摩擦作用と、（２）化
学的作用の(a)溶去作用との組合せによる作用で研磨を
行っており、メカノケミカルポリシングでは、非常に珍
しいメカニズムで研磨を実現している。
【００１９】以上のように、この実施形態では、砥粒を
含まない研磨剤１０を用いて、酸化シリコン膜２を研磨
しているので、砥粒が研磨工具５や研磨対象である酸化
シリコン膜２に付着することがない。また、この実施形
態では、酸化シリコン膜２から除去された屑は、Ｈ2Ｓ
ｉＦ6となって、研磨液中に溶去してしまうので、除去
屑も、研磨工具５や研磨対象である酸化シリコン膜２に
付着することがない。したがって、研磨工具５に付着し
た砥粒等を除くために、度々、研磨工具５をドレッシン
グする必要もなく、且つ、研磨後のシリコンウェハ１を
各種洗浄処理する必要もない。この結果、実際の研磨以
外での労力や作業時間を低減することができる。
含まない研磨剤１０を用いて、酸化シリコン膜２を研磨
しているので、砥粒が研磨工具５や研磨対象である酸化
シリコン膜２に付着することがない。また、この実施形
態では、酸化シリコン膜２から除去された屑は、Ｈ2Ｓ
ｉＦ6となって、研磨液中に溶去してしまうので、除去
屑も、研磨工具５や研磨対象である酸化シリコン膜２に
付着することがない。したがって、研磨工具５に付着し
た砥粒等を除くために、度々、研磨工具５をドレッシン
グする必要もなく、且つ、研磨後のシリコンウェハ１を
各種洗浄処理する必要もない。この結果、実際の研磨以
外での労力や作業時間を低減することができる。
【００２０】また、この実施形態では、研磨剤は、砥粒
を含まず、且つ酸化シリコンに生じたキズ等の加工変質
層を除去できる酸性フッ化アンモン水溶液なので、研磨
過程において、ゴミ等が入らない限り、キズ等の加工変
質層が形成されることはない。
を含まず、且つ酸化シリコンに生じたキズ等の加工変質
層を除去できる酸性フッ化アンモン水溶液なので、研磨
過程において、ゴミ等が入らない限り、キズ等の加工変
質層が形成されることはない。
【００２１】さらに、この実施形態では、高価な砥粒を
含まない研磨剤１０を用いている上に、後述するよう
に、その使用量が非常に少なくて済むので、研磨の際の
ランニングコストを大幅に低減することができる。
含まない研磨剤１０を用いている上に、後述するよう
に、その使用量が非常に少なくて済むので、研磨の際の
ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００２２】なお、この実施形態では、シリコンウェハ
（Ｓｉ単体）上に形成された酸化シリコン膜を研磨して
いるが、本発明は、これに限定されるものではなく、他
の材質の基板上に酸化シリコン膜が形成さている場合、
または、酸化シリコン自体が基板を形成している場合に
も、適用できることは言うまでもない。さらに、被加工
物としては、純粋な酸化シリコン製のものでなく、僅か
に不純物の含んだ酸化シリコン製のものであっても、本
発明を適用することができる。また、この実施形態で
は、研磨布として、発砲フッ素樹脂製の研磨布を用いた
が、酸性フッ化アンモンに対する耐性があれば、他の材
質、例えば、発砲ポリウレタン等の研磨布を用いてもよ
い。
（Ｓｉ単体）上に形成された酸化シリコン膜を研磨して
いるが、本発明は、これに限定されるものではなく、他
の材質の基板上に酸化シリコン膜が形成さている場合、
または、酸化シリコン自体が基板を形成している場合に
も、適用できることは言うまでもない。さらに、被加工
物としては、純粋な酸化シリコン製のものでなく、僅か
に不純物の含んだ酸化シリコン製のものであっても、本
発明を適用することができる。また、この実施形態で
は、研磨布として、発砲フッ素樹脂製の研磨布を用いた
が、酸性フッ化アンモンに対する耐性があれば、他の材
質、例えば、発砲ポリウレタン等の研磨布を用いてもよ
い。
【００２３】
【実施例】次に、以上で述べた酸性フッ化アンモン研磨
液で３種類の試験を行ったので、以下で説明する。
液で３種類の試験を行ったので、以下で説明する。
【００２４】〔試験１〕 試験対象：ＣＶＤ（Chemial Vapor Deposition)製法で
成膜し、表面の自乗平均平方根粗さが０．５nm程度の鏡
面のＳｉＯ2膜 研磨剤：濃度５％の酸性フッ化アンモン水溶液(ＮＨ4Ｆ
wt：ＨＦwt＝１：１) 研磨剤の供給量：６cc/min 処理時間：５min 以上の条件で、先に述べた研磨装置を用い、試験対象物
であるＳｉＯ2膜及び研磨工具５を共に回転させて、Ｓ
ｉＯ2膜を研磨した結果、ＳｉＯ2膜の除去量は４１０nm
／５minで、自乗平均平方根粗さが研磨前とほぼ同じ
０．５nmであった。また、研磨後のＳｉＯ2膜表面を微
分干渉顕微鏡で観察したところ、キズは見当らなかっ
た。
成膜し、表面の自乗平均平方根粗さが０．５nm程度の鏡
面のＳｉＯ2膜 研磨剤：濃度５％の酸性フッ化アンモン水溶液(ＮＨ4Ｆ
wt：ＨＦwt＝１：１) 研磨剤の供給量：６cc/min 処理時間：５min 以上の条件で、先に述べた研磨装置を用い、試験対象物
であるＳｉＯ2膜及び研磨工具５を共に回転させて、Ｓ
ｉＯ2膜を研磨した結果、ＳｉＯ2膜の除去量は４１０nm
／５minで、自乗平均平方根粗さが研磨前とほぼ同じ
０．５nmであった。また、研磨後のＳｉＯ2膜表面を微
分干渉顕微鏡で観察したところ、キズは見当らなかっ
た。
【００２５】また、以上の条件のうち、研磨剤１０であ
る酸性フッ化アンモン水溶液の供給量のみを変えて、同
様の研磨をしたところ、供給量を１２cc/min、２４cc/m
inにしても、研磨量は６cc/minのときと同じであった。
このことから、研磨剤１０である酸性フッ化アンモン水
溶液の供給量は、ＳｉＯ2膜との化学的な反応を進行さ
せるのに必要な最小限の量、つまり６cc/min程度で十分
であることが理解できる。
る酸性フッ化アンモン水溶液の供給量のみを変えて、同
様の研磨をしたところ、供給量を１２cc/min、２４cc/m
inにしても、研磨量は６cc/minのときと同じであった。
このことから、研磨剤１０である酸性フッ化アンモン水
溶液の供給量は、ＳｉＯ2膜との化学的な反応を進行さ
せるのに必要な最小限の量、つまり６cc/min程度で十分
であることが理解できる。
【００２６】なお、以上の試験は、何度も行った結果の
平均値であり、その際、研磨工具５のドレッシングは一
度も行っていない。
平均値であり、その際、研磨工具５のドレッシングは一
度も行っていない。
【００２７】〔試験２〕 試験対象：ＣＶＤ製法で成膜した後、表面をラッピング
して、表面を自乗平均平方根粗さがコンマ数ミクロン程
度の粗面したＳｉＯ2膜 研磨剤：濃度５％の酸性フッ化アンモン水溶液 研磨剤の供給量：６cc/min 処理時間：５min 以上の条件、つまり、表面が粗面のＳｉＯ2膜を用いた
以外、〔試験１〕と同じ条件で、ＳｉＯ2膜を研磨した
結果、ＳｉＯ2膜の除去量は８００nm／５minで、自乗平
均平方根粗さが研磨前とほぼ同じであった。
して、表面を自乗平均平方根粗さがコンマ数ミクロン程
度の粗面したＳｉＯ2膜 研磨剤：濃度５％の酸性フッ化アンモン水溶液 研磨剤の供給量：６cc/min 処理時間：５min 以上の条件、つまり、表面が粗面のＳｉＯ2膜を用いた
以外、〔試験１〕と同じ条件で、ＳｉＯ2膜を研磨した
結果、ＳｉＯ2膜の除去量は８００nm／５minで、自乗平
均平方根粗さが研磨前とほぼ同じであった。
【００２８】しかしながら、図２に示すように、研磨前
（同図（ａ））の表面の山のレベルが非常に不揃いであ
ったのに対して、研磨後（同図（ｂ）の表面の山のレベ
ルはほぼ揃っており、表面の凹凸のうち、凸部が選択的
に研磨され、表面が平坦化されたことがわかる。なお、
ＳｉＯ2膜の除去量が〔試験１〕のときよりも多いの
は、ＳｉＯ2膜の表面が粗面で、酸性フッ化アンモン研
磨液１０による化学的溶去作用が効果的に作用したため
である。
（同図（ａ））の表面の山のレベルが非常に不揃いであ
ったのに対して、研磨後（同図（ｂ）の表面の山のレベ
ルはほぼ揃っており、表面の凹凸のうち、凸部が選択的
に研磨され、表面が平坦化されたことがわかる。なお、
ＳｉＯ2膜の除去量が〔試験１〕のときよりも多いの
は、ＳｉＯ2膜の表面が粗面で、酸性フッ化アンモン研
磨液１０による化学的溶去作用が効果的に作用したため
である。
【００２９】〔試験３〕 試験対象：ＣＶＤ製法で成膜し、表面の自乗平均平方根
粗さが０．５nm程度の鏡面のＳｉＯ2膜 研磨剤：濃度５％の酸性フッ化アンモン研磨液 研磨剤の供給量：６cc/min 処理時間：５min 以上の条件で、研磨工具５を用いずに、ＳｉＯ2膜をエ
ッチングした結果、ＳｉＯ2膜の除去量は１４０nm／５m
inで、自乗平均平方根粗さが研磨前とほぼ同じであっ
た。また、表面の山のレベルは、エッチング前後におい
てほとんど変わらいか、僅かに、エッチング後の方が不
揃いになった。このように、化学的溶去作用のみで、機
械的摩擦作用との組合せがない場合には、両作用を組み
合わせた場合〔試験１〕よりも、ＳｉＯ2膜の除去量が
少なくなるばかりか、表面の凹凸のうち、凸部を選択的
に除去することもできない。
粗さが０．５nm程度の鏡面のＳｉＯ2膜 研磨剤：濃度５％の酸性フッ化アンモン研磨液 研磨剤の供給量：６cc/min 処理時間：５min 以上の条件で、研磨工具５を用いずに、ＳｉＯ2膜をエ
ッチングした結果、ＳｉＯ2膜の除去量は１４０nm／５m
inで、自乗平均平方根粗さが研磨前とほぼ同じであっ
た。また、表面の山のレベルは、エッチング前後におい
てほとんど変わらいか、僅かに、エッチング後の方が不
揃いになった。このように、化学的溶去作用のみで、機
械的摩擦作用との組合せがない場合には、両作用を組み
合わせた場合〔試験１〕よりも、ＳｉＯ2膜の除去量が
少なくなるばかりか、表面の凹凸のうち、凸部を選択的
に除去することもできない。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、砥粒を含まない研磨剤
を用いて、被加工物を研磨しているので、砥粒が研磨工
具や被加工物に付着することがない。したがって、研磨
工具に付着した砥粒等を除くために、度々、研磨工具を
ドレッシングする必要もなく、且つ、研磨後の被加工物
を各種洗浄処理する必要もなく、実際の研磨以外での労
力や作業時間を低減することができる。
を用いて、被加工物を研磨しているので、砥粒が研磨工
具や被加工物に付着することがない。したがって、研磨
工具に付着した砥粒等を除くために、度々、研磨工具を
ドレッシングする必要もなく、且つ、研磨後の被加工物
を各種洗浄処理する必要もなく、実際の研磨以外での労
力や作業時間を低減することができる。
【００３１】また、本発明では、研磨剤は、砥粒を含ま
ず、且つ酸化シリコンに生じたキズ等の加工変質層を除
去できる酸性フッ化アンモン水溶液なので、研磨過程に
おいて、キズ等の加工変質層が形成されることはない。
ず、且つ酸化シリコンに生じたキズ等の加工変質層を除
去できる酸性フッ化アンモン水溶液なので、研磨過程に
おいて、キズ等の加工変質層が形成されることはない。
【００３２】さらに、本発明では、高価な砥粒を含まな
い研磨剤を用いている上に、その使用量が非常に少なく
て済むので、研磨の際のランニングコストを大幅に低減
することができる。
い研磨剤を用いている上に、その使用量が非常に少なく
て済むので、研磨の際のランニングコストを大幅に低減
することができる。
【図１】従来、及び本発明に係る一実施形態としての研
磨装置の側面図である。
磨装置の側面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態としての研磨方法によ
る、研磨前の表面（Ａ）及び研磨後の表面（Ｂ）を示す
説明図である。
る、研磨前の表面（Ａ）及び研磨後の表面（Ｂ）を示す
説明図である。
１…シリコンウェハ（基板）、２…酸化シリコン膜、３
…雇、４…被加工物回転移動機構、５，５ａ…研磨工
具、６，６ａ…研磨布、７…研磨布ベース、８…研磨工
具回転機構、９…ノズル、１０…酸性フッ化アンモン水
溶液（研磨剤）、１０ａ…酸化シリコン製の砥粒と水酸
化カリウム水溶液との混合物（研磨剤）。
…雇、４…被加工物回転移動機構、５，５ａ…研磨工
具、６，６ａ…研磨布、７…研磨布ベース、８…研磨工
具回転機構、９…ノズル、１０…酸性フッ化アンモン水
溶液（研磨剤）、１０ａ…酸化シリコン製の砥粒と水酸
化カリウム水溶液との混合物（研磨剤）。
Claims (2)
- 【請求項１】酸化シリコンを主成分とする被加工物と研
磨工具とのうち、一方を他方に対して相対移動させると
共に、該被加工物と該研磨工具との間に研磨剤を介在さ
せて、該被加工物を研磨する、被加工物の研磨方法にお
いて、 前記研磨剤として、酸性フッ化アンモン水溶液を用いる
ことを特徴とする、酸化シリコンを主成分とする被加工
物の研磨方法。 - 【請求項２】請求項１記載の酸化シリコンを主成分とす
る被加工物の研磨方法において、 前記被加工物は、シリコンウェハ上に形成された酸化シ
リコン膜であることを特徴とする、酸化シリコンを主成
分とする被加工物の研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9141895A JPH10335278A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 酸化シリコンを主成分とする被加工物の研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9141895A JPH10335278A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 酸化シリコンを主成分とする被加工物の研磨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335278A true JPH10335278A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15302671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9141895A Pending JPH10335278A (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 酸化シリコンを主成分とする被加工物の研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10335278A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002049090A3 (en) * | 2000-12-14 | 2003-05-01 | Infineon Technologies Corp | Method for polishing dielectric layers using fixed abrasive pads |
| JP2009135174A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Sumco Corp | 研磨装置とその方法、及び研磨液再生装置とその方法 |
| JP2014154608A (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Toshiba Corp | 平坦化方法及び平坦化装置 |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP9141895A patent/JPH10335278A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002049090A3 (en) * | 2000-12-14 | 2003-05-01 | Infineon Technologies Corp | Method for polishing dielectric layers using fixed abrasive pads |
| JP2009135174A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Sumco Corp | 研磨装置とその方法、及び研磨液再生装置とその方法 |
| JP2014154608A (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Toshiba Corp | 平坦化方法及び平坦化装置 |
| US9144879B2 (en) | 2013-02-05 | 2015-09-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Planarization method and planarization apparatus |
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