JPH05251409A - 半導体ウエーハ平面化方法 - Google Patents

半導体ウエーハ平面化方法

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JPH05251409A
JPH05251409A JP4276855A JP27685592A JPH05251409A JP H05251409 A JPH05251409 A JP H05251409A JP 4276855 A JP4276855 A JP 4276855A JP 27685592 A JP27685592 A JP 27685592A JP H05251409 A JPH05251409 A JP H05251409A
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polishing
semiconductor wafer
wafer
deionized water
slurry
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JP4276855A
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Robert E Blackwell
イー ブラックウェル ロバート
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Texas Instruments Inc
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  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、半導体ウエーハを機械的に
平面化した後に、研磨用スラリを除去するプロセスを提
供することである。 【構成】 表面活性剤を含む脱イオン水を研磨用パッド
に注いで機械的に平面化した半導体ウエーハをすすぎ洗
いする段階と、半導体ウエーハに脱イオン水／表面活性
剤混合体を注ぎつつ研磨用パッドに下向きの力を加えて
半導体ウエーハの平面化された表面を研磨する段階とを
具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には半導体ウエ
ーハに関し、具体的には機械的に平面化した後の研磨用
スラリを除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエーハの表面上の小さい凹凸
（またはバーズヘッドトポグラフィ：bird's head topo
graphy）を平面化するためにレジストエッチバックが使
用されてきた。このプロセスは時間がかかり、且つ高価
である。機械的な平面化は、半導体ウエーハの表面上に
研磨用スラリを導入する必要がある。研磨用スラリ内に
集められた二酸化シリコン粒子は、何等かの爾後プロセ
スの前に除去しなければならない。連続する処理段階に
おける諸問題を回避するためには、残留する研磨用スラ
リは殆ど全てを除去する必要がある。
【０００３】半導体ウエーハに対する先行処理段階に依
存して、若干の型の清浄手順はウエーハにとって有害で
ある。スラリ除去は酸エッチングによって達成すること
はできるが、酸はスラリ集合体をアタックするだけでは
なく、ウエーハ表面上の誘電体薄膜をもアタックする。
この場合、先行ウエーハ処理段階が破壊されるか、もし
くは壊滅されることになる。残留研磨用スラリの除去
は、ウエーハまたはその上の誘電体薄膜を破壊しないよ
うな技法で行う必要がある。
【０００４】
【発明の概要】本発明は、機械的な平面化の後に研磨用
スラリを除去するプロセスを提供する。これは、例えば
ワコーＮＣＷ−６０１−Ａのような穏やかな表面活性剤
と脱イオン水との混合体を使用することによって達成さ
れる。表面活性剤／脱イオン水は柔らかいパッドを用い
て半導体ウエーハの表面に注がれ、スラリ集合体を除去
するための優しいこすり洗いが行われる。清浄用混合体
は、最終研磨ステーションにおけるスラリの供給に替え
て、清浄用混合体をそのステーションへ供給することに
よって注ぐことができる。機械的平面化の後に、そして
清浄用混合体を注がずにウエーハ上において収集したデ
ータによれば、スラリ集合体の粒子は３０００個を超え
ていた。最終研磨ステーションにおいて清浄用混合体に
曝された試料では、粒子レベルは１００個以下であっ
た。
【０００５】本発明によってもたらされる技術的進歩、
並びにその目的は以下の添付図面に基づく本発明の好ま
しい実施例の説明、及び特許請求の範囲に記載された新
規な特色から明白になるであろう。
【０００６】
【実施例】本発明は、半導体ウエーハを機械的に平面化
し、その後にウエーハを清掃して研磨が完了した後にウ
エーハ上に残された研磨用スラリ粒子を除去する方法を
提供する。半導体は、研磨用パッドに粗い研磨用スラリ
が注がれ、このスラリを含んだパッドを用いて表面が研
磨されることによって研磨動作を受ける。
【０００７】半導体表面の研磨が完了した後に、半導体
表面はスラリを除去するためにすすぎ洗いされる。残さ
れたスラリ粒子を完全に、またはできる限り完全に近く
除去するために、表面活性剤と脱イオン水との混合体を
研磨用パッドに注ぎ、パッドを半導体ウエーハの表面に
押し付ける。研磨用パッド及び表面活性剤／脱イオン水
混合体は、ある期間、例えば３０秒間にわたって、半導
体表面に押し付けられる。表面活性剤と脱イオン水との
混合体を用いる研磨段階は、従来技術のすすぎ洗いより
も遥かに高い比率でスラリの粒子を除去する。
【０００８】図１は、１つの試験の結果を示すグラフで
あって、すすぎ洗いの後には約３０００個の粒子がの残
っているのに対して、脱イオン水／表面活性剤溶液を用
いたすすぎ洗いの後は約１００個の粒子しか残されてい
ないことを示している。この例では、１２５ｍｍウエー
ハ上で０．５乃至５０ミクロンの範囲の粒子を検出する
ことができるレーザ粒子カウンタを用いて粒子計数デー
タを収集した。データは、機械的平面化の後の最終研磨
とそれに続く標準スピンすすぎ洗い中に表面活性剤を注
がずに収集された。
【０００９】図２に、研磨された半導体ウエーハを研磨
し、清浄する基本的な諸段階を示す。ウエーハは、例え
ば脱イオン水で１：１に希釈したＣＡＢ−Ｏ−Ｓｐｅｒ
ｓｅのスラリでウエーハを研磨することによって機械的
に平面化した。スラリ溶液は研磨用パッド上に毎分２５
０ｍｌの流量で分散させた。研磨用パッドが取り付けら
れているプラテンを１５ｒｐｍで回転させ、５ｍｍの範
囲内を毎秒２ｍｍの速度で振動させた。研磨時間は約４
３．３°Ｃ（１１０°Ｆ）の温度で約１分であり、パッ
ドがウエーハに加える下向きの力は約０．４９ｋｇ／ｃ
ｍ2 （７ｐｓｉ）であった。
【００１０】研磨後のウエーハをすすぎ洗いした。本発
明の１例では、ワコーＮＣＷ−６０１−Ａ表面活性剤を
脱イオン水で１００：１に希釈した。研磨用パッド上へ
の混合体の流量は毎分約３００ｍｌであった。研磨用プ
ラテンの速度は約８０ｒｐｍであり、ウエーハキャリア
は６０ｒｐｍで回転させ且つ２０ｍｍの範囲にわたって
毎分２ｍｍの速度で振動させた。研磨時間は約３０秒で
あり、研磨用パッドを約０．４２ｋｇ／ｃｍ2 （６ｐｓ
ｉ）の下向き力で半導体ウエーハに押し付けた。
【００１１】図３及び４は、それぞれ研磨ステーション
の簡易上面図及び側面図である。プラテン３０は矢印Ａ
で示すように回転する。ウエーハ３２は、板３４によっ
て研磨用パッド３１に対して保持されている。キャリア
組立体３３は図３に矢印Ｃで示すように振動し、ウエー
ハは矢印Ｂで示すように回転する。ウエーハ３２に向か
う下向き力は矢印Ｄで示すように加えられる。
【００１２】以上の記載に関連して、以下の各項を開示
する。 １． 半導体ウエーハの機械的平面化の後のスラリ研磨
粒子残留物を除去する方法であって、表面活性剤を含む
脱イオン水を研磨用パッドに注いですすぎ洗いする段階
と、このパッド及び脱イオン水／表面活性剤混合体を用
いて半導体ウエーハの平面化された表面を研磨する段階
とを具備することを特徴とする方法。
【００１３】２． 毎分１００乃至４００ｍｌの流量で
脱イオン水／表面活性剤溶液を注ぐ１項に記載の方法。 ３． 研磨用パッドをプラテン上で回転させる段階を含
む１項に記載の方法。 ４． プラテンを約８０ｒｍｐで回転させる３項に記載
の方法。 ５． 研磨中、キャリア組立体を振動させる段階を含む
１項に記載の方法。
【００１４】６． 研磨中、約６ｐｓｉの下向き力で研
磨用パッドを半導体ウエーハに押し付ける段階を含む１
項に記載の方法。 ７． 半導体ウエーハの機械的平面化の後のスラリ研磨
粒子残留物を除去する方法であって、表面活性剤を含む
脱イオン水を研磨用パッドに注いですすぎ洗いする段階
と、半導体ウエーハに脱イオン水／表面活性剤混合体を
注ぎつつ研磨用パッドに下向きの力を加えて半導体ウエ
ーハの平面化された表面を研磨する段階とを具備するこ
とを特徴とする方法。
【００１５】８． 毎分１００乃至４００ｍｌの流量で
脱イオン水／表面活性剤溶液を注ぐ７項に記載の方法。 ９． キャリア組立体を回転させる７項に記載の方法。 １０． プラテンを約８０ｒｍｐで回転させる９項に記
載の方法。 １１． 回転及び研磨中、キャリア組立体を振動させる
段階を含む７項に記載の方法。
【００１６】１２． 研磨中、約６ｐｓｉの下向き力で
研磨用パッドを半導体ウエーハに押し付ける段階を含む
７項に記載の方法。 １３． 機械的な研磨の後に半導体ウエーハ上に残る研
磨スラリ粒子は、ウエーハ及び研磨用パッドに脱イオン
水と表面活性剤との混合体を注ぎながら研磨用パッドで
ウエーハを研磨することによって半導体ウエーハから除
去される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を使用することによって粒子が減少する
ことを示すグラフである。
【図２】研磨及び清浄段階を示すブロック線図である。
【図３】研磨ステーションの上面図である。
【図４】研磨ステーションの側面図である。
【符号の説明】
３０ プラテン ３１ 研磨用パッド ３２ ウエーハ ３３ キャリア組立体 ３４ 板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体ウエーハの機械的平面化の後のス
    ラリ研磨粒子残留物を除去する方法であって、 表面活性剤を含む脱イオン水を研磨用パッドに注いです
    すぎ洗いする段階と、 このパッド及び脱イオン水／表面活性剤混合体を用いて
    半導体ウエーハの平面化された表面を研磨する段階とを
    具備することを特徴とする方法。
JP4276855A 1991-10-15 1992-10-15 半導体ウエーハ平面化方法 Pending JPH05251409A (ja)

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US07/777838 1991-10-15
US07/777,838 US5320706A (en) 1991-10-15 1991-10-15 Removing slurry residue from semiconductor wafer planarization

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