JPH0922885A - 化学的機械研磨後の基板洗浄方法 - Google Patents
化学的機械研磨後の基板洗浄方法Info
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- JPH0922885A JPH0922885A JP7171686A JP17168695A JPH0922885A JP H0922885 A JPH0922885 A JP H0922885A JP 7171686 A JP7171686 A JP 7171686A JP 17168695 A JP17168695 A JP 17168695A JP H0922885 A JPH0922885 A JP H0922885A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 化学的機械研磨後の基板洗浄方法に関し、研
磨量子がＺｒＯ2 やＣｅＯ2 のような被研磨物である酸
化膜との反応性の高いものである場合でも付着した粒子
を除去できる洗浄方法を提供する。 【構成】 基板（ウェハ）に化学的機械研磨工程を施し
た後、基板を研磨液中の研磨粒子のコロイド状態が不安
定になり凝集を起こす溶液中に浸漬し、次いで、基板を
スクラブ洗浄する。また、次いで、基板をアンモニア−
過酸化水素水−水の混合溶液によって洗浄し、次いで基
板を乾燥することができる。研磨液中の研磨粒子のコロ
イド状態が不安定になり凝集を起こす溶液として、基板
の表面に付着した研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシ
ャルをプラスからマイナスに、もしくは、マイナスから
プラスに変化させる溶液を用いる。基板の表面に付着し
た研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルを変化する
溶液として酸化作用をもつ溶液を用いる。
磨量子がＺｒＯ2 やＣｅＯ2 のような被研磨物である酸
化膜との反応性の高いものである場合でも付着した粒子
を除去できる洗浄方法を提供する。 【構成】 基板（ウェハ）に化学的機械研磨工程を施し
た後、基板を研磨液中の研磨粒子のコロイド状態が不安
定になり凝集を起こす溶液中に浸漬し、次いで、基板を
スクラブ洗浄する。また、次いで、基板をアンモニア−
過酸化水素水−水の混合溶液によって洗浄し、次いで基
板を乾燥することができる。研磨液中の研磨粒子のコロ
イド状態が不安定になり凝集を起こす溶液として、基板
の表面に付着した研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシ
ャルをプラスからマイナスに、もしくは、マイナスから
プラスに変化させる溶液を用いる。基板の表面に付着し
た研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルを変化する
溶液として酸化作用をもつ溶液を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
製造工程で用いられる化学的機械研磨後の基板洗浄方法
に関する。近年の半導体集積回路装置の高集積化に伴
い、回路中の配線数が増大し、配線層を多層化すること
が必要になった。ところが、配線層を多層化すると、配
線部の段差が配線層数を増やすに従って増大し、配線の
段切れや、フォトリソ工程における焦点深度以上の段差
が生じ、半導体集積回路装置の製造が困難になる。
製造工程で用いられる化学的機械研磨後の基板洗浄方法
に関する。近年の半導体集積回路装置の高集積化に伴
い、回路中の配線数が増大し、配線層を多層化すること
が必要になった。ところが、配線層を多層化すると、配
線部の段差が配線層数を増やすに従って増大し、配線の
段切れや、フォトリソ工程における焦点深度以上の段差
が生じ、半導体集積回路装置の製造が困難になる。
【０００２】従来、この段差を無くし平坦化する工程と
してＳＯＧ（ｓｐｉｎ−ｏｎ−ｇｌａｓｓ）を層間絶縁
膜に用いた平坦化や、高濃度ＢＰＳＧ（ｂｏｒｏ−ｐｈ
ｏｓｐｈｏ ｓｏｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）を層間絶
縁膜として堆積した後、高温でリフローを行う平坦化が
用いられてきた。
してＳＯＧ（ｓｐｉｎ−ｏｎ−ｇｌａｓｓ）を層間絶縁
膜に用いた平坦化や、高濃度ＢＰＳＧ（ｂｏｒｏ−ｐｈ
ｏｓｐｈｏ ｓｏｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）を層間絶
縁膜として堆積した後、高温でリフローを行う平坦化が
用いられてきた。
【０００３】しかしながら、これらの平坦化工程も、
０．３５μｍ以下のＣＭＯＳ装置において使用すること
はほとんど不可能である。そのため、化学的機械研磨技
術を用いて平坦化することが注目されている。化学的機
械研磨技術を用いると層間絶縁膜表面の平坦化を完全に
行うことができ、層間絶縁膜表面の段差を０にすること
ができる。
０．３５μｍ以下のＣＭＯＳ装置において使用すること
はほとんど不可能である。そのため、化学的機械研磨技
術を用いて平坦化することが注目されている。化学的機
械研磨技術を用いると層間絶縁膜表面の平坦化を完全に
行うことができ、層間絶縁膜表面の段差を０にすること
ができる。
【０００４】しかし、現在、化学的機械研磨に用いてい
る研磨剤にはコロイダルシリカやＫＯＨが含有されてお
り、研磨工程において基板に付着した汚染物を完全に除
去することが必要である。また、最近では、研磨粒子と
してシリカ以外の粒子、ＺｒＯ2 やＣｅＯ2 等の被研磨
物である酸化膜との反応性の高い研磨粒子を用いて研磨
速度を高めることも検討されている。
る研磨剤にはコロイダルシリカやＫＯＨが含有されてお
り、研磨工程において基板に付着した汚染物を完全に除
去することが必要である。また、最近では、研磨粒子と
してシリカ以外の粒子、ＺｒＯ2 やＣｅＯ2 等の被研磨
物である酸化膜との反応性の高い研磨粒子を用いて研磨
速度を高めることも検討されている。
【０００５】
【従来の技術】従来から、層間絶縁膜の平坦化工程とし
ての化学的機械研磨後の基板洗浄方法として様々な方法
が提案されてきた。最も汎用性の高いものとしては、半
導体製造工程でよく使われるＲＣＡ洗浄があげられる。
このＲＣＡ洗浄は、アンモニアと過酸化水素水と水の混
合液による洗浄工程と、塩酸と過酸化水素水と水の混合
液による洗浄工程からなるものである。
ての化学的機械研磨後の基板洗浄方法として様々な方法
が提案されてきた。最も汎用性の高いものとしては、半
導体製造工程でよく使われるＲＣＡ洗浄があげられる。
このＲＣＡ洗浄は、アンモニアと過酸化水素水と水の混
合液による洗浄工程と、塩酸と過酸化水素水と水の混合
液による洗浄工程からなるものである。
【０００６】また、希フッ酸溶液での層間絶縁膜表面の
エッチングや、アルカリ系研磨剤を用いる際、酸洗浄を
行う方法等も提案されている。化学的機械研磨工程の後
処理として現在最も多く使用されているのは、ブラシス
クラブ洗浄後、アンモニア：過酸化水素：水（１：１：
５）のアルカリ性洗浄液によるＳＣ１洗浄を行い、基板
表面に研磨工程で付着した粒子の除去を行うというもの
である。
エッチングや、アルカリ系研磨剤を用いる際、酸洗浄を
行う方法等も提案されている。化学的機械研磨工程の後
処理として現在最も多く使用されているのは、ブラシス
クラブ洗浄後、アンモニア：過酸化水素：水（１：１：
５）のアルカリ性洗浄液によるＳＣ１洗浄を行い、基板
表面に研磨工程で付着した粒子の除去を行うというもの
である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この洗
浄方法は研磨液中の研磨粒子がＳｉＯ2 の場合は有効で
あるが、研磨粒子がＺｒＯ2 やＣｅＯ2 のような被研磨
物である酸化膜との反応性が高いものである場合には、
研磨粒子が被研磨物の酸化膜表面と反応してしまうため
充分な除去作用が得られなかった。本発明は、研磨粒子
がＺｒＯ2 やＣｅＯ2 のような被研磨物である酸化膜と
の反応性の高いものである場合でも付着した粒子を完全
に除去することができる洗浄方法を提供することを目的
とするものである。
浄方法は研磨液中の研磨粒子がＳｉＯ2 の場合は有効で
あるが、研磨粒子がＺｒＯ2 やＣｅＯ2 のような被研磨
物である酸化膜との反応性が高いものである場合には、
研磨粒子が被研磨物の酸化膜表面と反応してしまうため
充分な除去作用が得られなかった。本発明は、研磨粒子
がＺｒＯ2 やＣｅＯ2 のような被研磨物である酸化膜と
の反応性の高いものである場合でも付着した粒子を完全
に除去することができる洗浄方法を提供することを目的
とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる化学的機
械研磨後の基板洗浄方法においては、前記の課題を解決
するため、基板に化学的機械研磨工程を施した後、該基
板を研磨液中の研磨粒子のコロイド状態が不安定になり
凝集を起こす溶液中に浸漬する工程と、次いで該基板に
スクラブ洗浄を施す工程を採用した。また、このスクラ
ブ洗浄に続いて、該基板をアンモニア−過酸化水素水−
水によって洗浄を施し、次いで該基板を乾燥することが
できる。
械研磨後の基板洗浄方法においては、前記の課題を解決
するため、基板に化学的機械研磨工程を施した後、該基
板を研磨液中の研磨粒子のコロイド状態が不安定になり
凝集を起こす溶液中に浸漬する工程と、次いで該基板に
スクラブ洗浄を施す工程を採用した。また、このスクラ
ブ洗浄に続いて、該基板をアンモニア−過酸化水素水−
水によって洗浄を施し、次いで該基板を乾燥することが
できる。
【０００９】この場合、化学的機械研磨工程を、研磨剤
による研磨工程と純水による研磨工程、あるいは、純水
による水洗工程とすることができる。
による研磨工程と純水による研磨工程、あるいは、純水
による水洗工程とすることができる。
【００１０】また、これらの場合、研磨液中の研磨粒子
のコロイド状態を維持することが不安定になり凝集を起
こす溶液を、基板の表面に付着した研磨液中の研磨粒子
のゼータポテンシャルをプラスからマイナスに、もしく
は、マイナスからプラスに変化させる溶液とすることが
できる。このゼータポテンシャルは、液体中に物質を入
れた状態で、液体表面にすべりが生じた際に発生する液
体と物質との電位差である。また、これらの場合、スク
ラブ洗浄が、ブラシスクラブ洗浄とすることができる。
のコロイド状態を維持することが不安定になり凝集を起
こす溶液を、基板の表面に付着した研磨液中の研磨粒子
のゼータポテンシャルをプラスからマイナスに、もしく
は、マイナスからプラスに変化させる溶液とすることが
できる。このゼータポテンシャルは、液体中に物質を入
れた状態で、液体表面にすべりが生じた際に発生する液
体と物質との電位差である。また、これらの場合、スク
ラブ洗浄が、ブラシスクラブ洗浄とすることができる。
【００１１】また、これらの場合、基板の表面に付着し
た研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラスか
らマイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変化さ
せる溶液を、研磨粒子に対して酸化作用をもつ溶液とす
ることができる。
た研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラスか
らマイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変化さ
せる溶液を、研磨粒子に対して酸化作用をもつ溶液とす
ることができる。
【００１２】また、これらの場合、スクラブ洗浄が、ブ
ラシスクラブ洗浄であり、基板の表面に付着した研磨液
中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラスからマイナ
スに、もしくは、マイナスからプラスに変化させる溶液
を、研磨粒子に対して酸化作用をもつ溶液とすることが
できる。
ラシスクラブ洗浄であり、基板の表面に付着した研磨液
中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラスからマイナ
スに、もしくは、マイナスからプラスに変化させる溶液
を、研磨粒子に対して酸化作用をもつ溶液とすることが
できる。
【００１３】また、これらの場合、ＺｒＯ2 を研磨粒子
とするアルカリ性の研磨剤を用いて酸化膜に化学的機械
研磨工程を施した後の洗浄工程として、基板の表面に付
着した研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラ
スからマイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変
化させる溶液を酸性溶液とすることができる。
とするアルカリ性の研磨剤を用いて酸化膜に化学的機械
研磨工程を施した後の洗浄工程として、基板の表面に付
着した研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラ
スからマイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変
化させる溶液を酸性溶液とすることができる。
【００１４】また、これらの場合、ＣｅＯ2 を研磨粒子
とするアルカリ性の研磨剤を用いて酸化膜に化学的機械
研磨工程を施した後の洗浄工程として、基板の表面に付
着した研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラ
スからマイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変
化させる溶液を酸性溶液とすることができる。
とするアルカリ性の研磨剤を用いて酸化膜に化学的機械
研磨工程を施した後の洗浄工程として、基板の表面に付
着した研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラ
スからマイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変
化させる溶液を酸性溶液とすることができる。
【００１５】また、これらの場合、ＺｒＯ2 を研磨粒子
とする酸性の研磨剤を用いて酸化膜に化学的機械研磨工
程を施した後の洗浄工程として、基板の表面に付着した
研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラスから
マイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変化させ
る溶液をアルカリ性溶液とすることができる。
とする酸性の研磨剤を用いて酸化膜に化学的機械研磨工
程を施した後の洗浄工程として、基板の表面に付着した
研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラスから
マイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変化させ
る溶液をアルカリ性溶液とすることができる。
【００１６】また、これらの場合、ＣｅＯ2 を研磨粒子
とする酸性の研磨剤を用いて酸化膜に化学的機械研磨工
程を施した後の洗浄工程として、基板の表面に付着した
研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラスから
マイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変化させ
る溶液をアルカリ性溶液とすることができる。
とする酸性の研磨剤を用いて酸化膜に化学的機械研磨工
程を施した後の洗浄工程として、基板の表面に付着した
研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラスから
マイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変化させ
る溶液をアルカリ性溶液とすることができる。
【００１７】また、これらの場合、酸性溶液を、硫酸過
酸化水素水、塩酸過酸化水素水とし、アルカリ性溶液
を、アンモニア過酸化水素水とすることができる。
酸化水素水、塩酸過酸化水素水とし、アルカリ性溶液
を、アンモニア過酸化水素水とすることができる。
【００１８】
【作用】図１は、本発明の化学的機械研磨後のウェハ洗
浄方法の原理説明図である。この原理説明図によって、
本発明の化学的機械研磨後のウェハ（基板）洗浄方法の
原理を説明する。
浄方法の原理説明図である。この原理説明図によって、
本発明の化学的機械研磨後のウェハ（基板）洗浄方法の
原理を説明する。
【００１９】〔プロセス１〕 化学的機械研磨工程 本発明を適用する化学的機械研磨工程であり、段差のあ
る層間絶縁膜の表面に化学的機械研磨を施して平坦化
し、洗浄する前までの工程を含む。
る層間絶縁膜の表面に化学的機械研磨を施して平坦化
し、洗浄する前までの工程を含む。
【００２０】〔プロセス２〕残留研磨粒子凝集工程 化学的機械研磨工程で用いた研磨剤中の研磨粒子が凝集
を起こすような溶液中に基板をディップする工程であ
り、この溶液は、研磨粒子の研磨液中でのゼータポテン
シャルがマイナスでれば、プラスに変化させるｐＨをも
った液体であり、研磨粒子の研磨液中でのゼータポテン
シャルがプラスであれば、マイナスに変化させるｐＨを
もった溶液であることが望ましい。また、この溶液は、
同時に酸化作用を有するものてあれば、よりよい。また
この工程は、この溶液に基板をディップした後の純水に
よる水洗工程を含むこともできる。
を起こすような溶液中に基板をディップする工程であ
り、この溶液は、研磨粒子の研磨液中でのゼータポテン
シャルがマイナスでれば、プラスに変化させるｐＨをも
った液体であり、研磨粒子の研磨液中でのゼータポテン
シャルがプラスであれば、マイナスに変化させるｐＨを
もった溶液であることが望ましい。また、この溶液は、
同時に酸化作用を有するものてあれば、よりよい。また
この工程は、この溶液に基板をディップした後の純水に
よる水洗工程を含むこともできる。
【００２１】〔プロセス３〕 スクラブ工程 基板のスクラブ洗浄工程であり、洗浄効果を向上するた
め、ブラシスクラブであることが望ましい。
め、ブラシスクラブであることが望ましい。
【００２２】〔プロセス４〕 ＳＣ１洗浄 通常の半導体製造工程で多用されている、アンモニア：
過酸化水素：水（１：１：５）のアルカリ性洗浄液によ
るＳＣ１洗浄である。
過酸化水素：水（１：１：５）のアルカリ性洗浄液によ
るＳＣ１洗浄である。
【００２３】〔プロセス５〕 基板乾燥工程 基板を乾燥する工程である。
【００２４】本発明では、図１のプロセス２のように、
化学的機械研磨を施した基板を、この化学的機械研磨で
用いた研磨剤中の研磨粒子が凝集を起こす溶液に浸漬す
ることによって、基板の表面に研磨後も残留している研
磨粒子を凝集させて、粒子の粒径を大きくし、スクラブ
洗浄で容易に除去できるようにしている。
化学的機械研磨を施した基板を、この化学的機械研磨で
用いた研磨剤中の研磨粒子が凝集を起こす溶液に浸漬す
ることによって、基板の表面に研磨後も残留している研
磨粒子を凝集させて、粒子の粒径を大きくし、スクラブ
洗浄で容易に除去できるようにしている。
【００２５】スクラブ洗浄では大きな粒径の粒子の除去
は容易であるが、小さい粒径の粒子の除去は困難である
ため、スクラブ洗浄後、ＳＣ１洗浄を行うことによって
小さい粒径の粒子の除去を可能にしている。
は容易であるが、小さい粒径の粒子の除去は困難である
ため、スクラブ洗浄後、ＳＣ１洗浄を行うことによって
小さい粒径の粒子の除去を可能にしている。
【００２６】また、研磨粒子が凝集を起こすためには、
コロイド状態にある研磨粒子の安定性を崩す必要がある
ため、化学的機械研磨を施した基板を、研磨粒子の研磨
液中でのゼータポテンシャルがマイナスであったならプ
ラスに変化させるｐＨをもった溶液、また、ゼータポテ
ンシャルがプラスであったならばマイナスへ変化させる
ｐＨをもった溶液に浸漬することが効果的である。
コロイド状態にある研磨粒子の安定性を崩す必要がある
ため、化学的機械研磨を施した基板を、研磨粒子の研磨
液中でのゼータポテンシャルがマイナスであったならプ
ラスに変化させるｐＨをもった溶液、また、ゼータポテ
ンシャルがプラスであったならばマイナスへ変化させる
ｐＨをもった溶液に浸漬することが効果的である。
【００２７】さらに、この溶液に酸化作用をもたせる
と、被研磨物である酸化膜と反応した研磨粒子を酸化す
ることによって、酸化膜表面と研磨粒子の結合を断ち切
り、研磨粒子の凝集をさらに促進することが可能にな
る。
と、被研磨物である酸化膜と反応した研磨粒子を酸化す
ることによって、酸化膜表面と研磨粒子の結合を断ち切
り、研磨粒子の凝集をさらに促進することが可能にな
る。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の一実施例の化学的機械研磨後
の基板洗浄方法を、先に用いた原理説明図（図１）を参
照して説明する。
の基板洗浄方法を、先に用いた原理説明図（図１）を参
照して説明する。
【００２９】〔プロセス１〕 化学的機械研磨工程 プロセス１は、半導体集積回路装置の層間絶縁膜の表面
を平坦化するための研磨工程を施す工程である。この層
間絶縁膜の材料は、例えば、プラズマシリコン酸化膜、
ＣＶＤシリコン酸化膜、ＰＶＤシリコン酸化膜等であ
り、特に、限定されない。
を平坦化するための研磨工程を施す工程である。この層
間絶縁膜の材料は、例えば、プラズマシリコン酸化膜、
ＣＶＤシリコン酸化膜、ＰＶＤシリコン酸化膜等であ
り、特に、限定されない。
【００３０】また、この研磨工程は基板の研磨だけでな
く、研磨装置に供給する研磨剤に代えて水を供給する工
程である水研磨によって、基板表面の粒子を除去する工
程を含んでいてもよい。すなわち、研磨機を用いた工程
は全てこの研磨工程に含まれる。
く、研磨装置に供給する研磨剤に代えて水を供給する工
程である水研磨によって、基板表面の粒子を除去する工
程を含んでいてもよい。すなわち、研磨機を用いた工程
は全てこの研磨工程に含まれる。
【００３１】この研磨工程において用いられる研磨剤
は、シリカゾル、ジルコニアゾル、セリアゾル、アルミ
ナ粒子を含むゾル等であり、特に限定されないが、ここ
では、アルカリ性溶液のジルコニアゾルを用いる。
は、シリカゾル、ジルコニアゾル、セリアゾル、アルミ
ナ粒子を含むゾル等であり、特に限定されないが、ここ
では、アルカリ性溶液のジルコニアゾルを用いる。
【００３２】〔プロセス２〕 残留研磨粒子凝集工程 プロセス１の研磨工程を施した基板にプロセス２の工程
を施す。この際、研磨終了後、基板を乾燥させることな
く直ちにプロセス２に入ることが望ましいが、乾燥して
いてもよい。また、プロセス２に入る前に純水で洗浄す
る工程が入っていてもよい。
を施す。この際、研磨終了後、基板を乾燥させることな
く直ちにプロセス２に入ることが望ましいが、乾燥して
いてもよい。また、プロセス２に入る前に純水で洗浄す
る工程が入っていてもよい。
【００３３】プロセス２の残留研磨粒子凝集工程で用い
る溶液は、研磨粒子が凝固を起こすようなものであれば
何でもよいが、ここでは硫酸過酸化水素水を使用する。
ジルコニアゾルのゼータポテンシャルが０ｍＶとなるｐ
Ｈは中性付近に位置しており、かつアルカリ性ではマイ
ナスのゼータポテンシャル、酸性ではプラスのゼータポ
テンシャルをもつため、ここで例にあげたアルカリ性の
ジルコニアゾルに対しては、酸性の溶液であれば何でも
よい。
る溶液は、研磨粒子が凝固を起こすようなものであれば
何でもよいが、ここでは硫酸過酸化水素水を使用する。
ジルコニアゾルのゼータポテンシャルが０ｍＶとなるｐ
Ｈは中性付近に位置しており、かつアルカリ性ではマイ
ナスのゼータポテンシャル、酸性ではプラスのゼータポ
テンシャルをもつため、ここで例にあげたアルカリ性の
ジルコニアゾルに対しては、酸性の溶液であれば何でも
よい。
【００３４】酸性の研磨液を用いて研磨を行ったのであ
れば、プロセス２で用いる溶液はアルカリ性であること
が望ましい。また、ここでは、硫酸過酸化水素水を用い
たが、硝酸、塩酸過酸化水素水、過酸化水素水、酢酸等
でも効果的に用いることができる。また、それらの混合
比は任意であるが、ここで用いた硫酸過酸化水素水溶液
は、硫酸：過酸化水素水の比率が４：１であった。
れば、プロセス２で用いる溶液はアルカリ性であること
が望ましい。また、ここでは、硫酸過酸化水素水を用い
たが、硝酸、塩酸過酸化水素水、過酸化水素水、酢酸等
でも効果的に用いることができる。また、それらの混合
比は任意であるが、ここで用いた硫酸過酸化水素水溶液
は、硫酸：過酸化水素水の比率が４：１であった。
【００３５】なお、この溶液が酸化作用をもつ場合は、
研磨後に基板表面に残留した研磨粒子起因の粒子を凝集
させる効果が大きくなる。研磨後の基板表面は研磨粒子
であるＺｒＯ2 と被研磨物である酸化膜とが化学反応を
起こしＳｉ−Ｏ−Ｚｒの結合を形成するが、このＺｒを
プロセス２の溶液で酸化しＺｒの過酸化状態をつくるこ
とによって酸化膜表面からＺｒＯ2 粒子を遊離させる。
研磨後に基板表面に残留した研磨粒子起因の粒子を凝集
させる効果が大きくなる。研磨後の基板表面は研磨粒子
であるＺｒＯ2 と被研磨物である酸化膜とが化学反応を
起こしＳｉ−Ｏ−Ｚｒの結合を形成するが、このＺｒを
プロセス２の溶液で酸化しＺｒの過酸化状態をつくるこ
とによって酸化膜表面からＺｒＯ2 粒子を遊離させる。
【００３６】また、基板表面に遊離して残留しているＺ
ｒＯ2 粒子は、研磨剤のアルカリ溶液からプロセス２の
酸性溶液に変化することによって、ゼータポテンシャル
０ｍＶ付近の変化を経て、研磨粒子の状態は非常に不安
定な状態になり、コロイド状態が保てなくなる。その結
果、研磨粒子の凝集が起こり、粒径は大きなものに変化
する。
ｒＯ2 粒子は、研磨剤のアルカリ溶液からプロセス２の
酸性溶液に変化することによって、ゼータポテンシャル
０ｍＶ付近の変化を経て、研磨粒子の状態は非常に不安
定な状態になり、コロイド状態が保てなくなる。その結
果、研磨粒子の凝集が起こり、粒径は大きなものに変化
する。
【００３７】この溶液に基板をディップする時間は任意
であり、研磨粒子の凝集が起こるかぎり制限はないが、
ここでは時間を１０分とした。その後基板は純水で水洗
されて、基板表面に付着した化学薬品の除去が行われ
る。
であり、研磨粒子の凝集が起こるかぎり制限はないが、
ここでは時間を１０分とした。その後基板は純水で水洗
されて、基板表面に付着した化学薬品の除去が行われ
る。
【００３８】〔プロセス３〕 スクラブ工程 プロセス３において基板はスクラブ洗浄される。このス
クラブ洗浄は高圧の純水による吹きつけ式のものでもよ
いし、高圧で微小な氷塊を吹きつけるものでもよいし、
ブラシによって基板表面を摩擦するものでもよいが、こ
こでは特にブラシスクラブを選択した。ブラシスクラブ
を行うことによって、プロセス２で凝集した研磨粒子の
うち、比較的大きなものが除去される。
クラブ洗浄は高圧の純水による吹きつけ式のものでもよ
いし、高圧で微小な氷塊を吹きつけるものでもよいし、
ブラシによって基板表面を摩擦するものでもよいが、こ
こでは特にブラシスクラブを選択した。ブラシスクラブ
を行うことによって、プロセス２で凝集した研磨粒子の
うち、比較的大きなものが除去される。
【００３９】この工程を経たあとの基板は濡れたままに
保つのが望ましいが、乾燥していてもよい。プロセス３
を経た基板上には大きな粒子はほとんど残らないが、小
さな粒子はスクラブ洗浄では除去しきれないため残留す
る。
保つのが望ましいが、乾燥していてもよい。プロセス３
を経た基板上には大きな粒子はほとんど残らないが、小
さな粒子はスクラブ洗浄では除去しきれないため残留す
る。
【００４０】〔プロセス４〕 ＳＣ１洗浄 プロセス３で除去しきれなかった小さい粒子をプロセス
４のＳＣ１洗浄によって除去する。ＳＣ１洗浄は通常半
導体の製造工程において用いられる方法で行えばよい。
すなわち、アンモニアと過酸化水素水と水の１：１：５
の割合で混合したアンモニア過酸化水素水によって洗浄
し、この洗浄によって付着した化学薬品を除去できる手
段で洗浄を行ったが、アンモニア過酸化水素水のアンモ
ニア、過酸化水素水、純水の比率は任意である。
４のＳＣ１洗浄によって除去する。ＳＣ１洗浄は通常半
導体の製造工程において用いられる方法で行えばよい。
すなわち、アンモニアと過酸化水素水と水の１：１：５
の割合で混合したアンモニア過酸化水素水によって洗浄
し、この洗浄によって付着した化学薬品を除去できる手
段で洗浄を行ったが、アンモニア過酸化水素水のアンモ
ニア、過酸化水素水、純水の比率は任意である。
【００４１】また、洗浄に用いる温度は通常８０℃であ
るが、それより低くても高くてもよく、室温で行っても
よい。また、アンモニア過酸化水素水による洗浄によっ
て付着した化学薬品を除去する方法としては純水での水
洗でも、温湯で基板を洗浄する方法でもよい。
るが、それより低くても高くてもよく、室温で行っても
よい。また、アンモニア過酸化水素水による洗浄によっ
て付着した化学薬品を除去する方法としては純水での水
洗でも、温湯で基板を洗浄する方法でもよい。
【００４２】〔プロセス５〕 基板乾燥工程 プロセス４で小さい粒子を洗浄除去し、この洗浄によっ
て付着した化学薬品を除去した基板の乾燥を行う。な
お、〔プロセス４〕と〔プロセス５〕の間に適宜他の洗
浄工程を施すことができる。また、この乾燥は、基板を
回転させて水を飛散させるスピン乾燥でもよいし、熱に
よる乾燥でもよい。基板を乾燥した後、次の基板プロセ
スへと進行していく。
て付着した化学薬品を除去した基板の乾燥を行う。な
お、〔プロセス４〕と〔プロセス５〕の間に適宜他の洗
浄工程を施すことができる。また、この乾燥は、基板を
回転させて水を飛散させるスピン乾燥でもよいし、熱に
よる乾燥でもよい。基板を乾燥した後、次の基板プロセ
スへと進行していく。
【００４３】図２は、本発明の一実施例の化学的機械研
磨後のウェハ洗浄方法の効果説明図である。この図に
は、ＺｒＯ2 を研磨粒子とするアルカリ性の研磨剤で酸
化膜を研磨した後に、プロセス２において各種の溶液を
用いて洗浄を行った後のウェハ（基板）表面残留粒子数
を示している。
磨後のウェハ洗浄方法の効果説明図である。この図に
は、ＺｒＯ2 を研磨粒子とするアルカリ性の研磨剤で酸
化膜を研磨した後に、プロセス２において各種の溶液を
用いて洗浄を行った後のウェハ（基板）表面残留粒子数
を示している。
【００４４】この図におけるブラシスクラブ洗浄＋ＳＣ
１洗浄は従来の洗浄方法を示し、残留粒子数は４２５１
１個／６インチ基板であるが、本発明の洗浄方法によっ
て洗浄した場合は、硫酸過酸化水素水洗浄＋ブラシスク
ラブ洗浄＋ＳＣ１洗浄によって洗浄した場合は１５６個
／６インチ基板、塩酸過酸化水素水洗浄＋ブラシスクラ
ブ洗浄＋ＳＣ１洗浄によって洗浄した場合は６３６５個
／６インチ基板、硝酸＋ブラシスクラブ洗浄＋ＳＣ１洗
浄によって洗浄した場合は２６８３１個／６インチ基板
となり、本発明の洗浄方法を用いることによって、基板
表面の残留粒子数を大幅に低減することができることが
わかる。
１洗浄は従来の洗浄方法を示し、残留粒子数は４２５１
１個／６インチ基板であるが、本発明の洗浄方法によっ
て洗浄した場合は、硫酸過酸化水素水洗浄＋ブラシスク
ラブ洗浄＋ＳＣ１洗浄によって洗浄した場合は１５６個
／６インチ基板、塩酸過酸化水素水洗浄＋ブラシスクラ
ブ洗浄＋ＳＣ１洗浄によって洗浄した場合は６３６５個
／６インチ基板、硝酸＋ブラシスクラブ洗浄＋ＳＣ１洗
浄によって洗浄した場合は２６８３１個／６インチ基板
となり、本発明の洗浄方法を用いることによって、基板
表面の残留粒子数を大幅に低減することができることが
わかる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被研磨物である酸化膜との反応性のあまり大きくないＳ
ｉＯ2 粒子のみならず、反応性の高いＺｒＯ2 粒子やＣ
ｅＯ2粒子等も洗浄後の粒子数を低減することが可能と
なり、被研磨物である酸化膜との反応性の高いＺｒＯ2
粒子やＣｅＯ2 粒子等研磨液として使用することによっ
て研磨速度を上昇させ、スループットを向上させ、研磨
剤使用量の低減等に効果を奏し、従来から残留粒子の除
去だけが唯一の欠点であったＺｒＯ2 粒子やＣｅＯ2 粒
子の研磨液を実用レベルで使用するに寄与するところが
大きい。
被研磨物である酸化膜との反応性のあまり大きくないＳ
ｉＯ2 粒子のみならず、反応性の高いＺｒＯ2 粒子やＣ
ｅＯ2粒子等も洗浄後の粒子数を低減することが可能と
なり、被研磨物である酸化膜との反応性の高いＺｒＯ2
粒子やＣｅＯ2 粒子等研磨液として使用することによっ
て研磨速度を上昇させ、スループットを向上させ、研磨
剤使用量の低減等に効果を奏し、従来から残留粒子の除
去だけが唯一の欠点であったＺｒＯ2 粒子やＣｅＯ2 粒
子の研磨液を実用レベルで使用するに寄与するところが
大きい。
【図１】本発明の化学的機械研磨後のウェハ洗浄方法の
原理説明図である。
原理説明図である。
【図２】本発明の一実施例の化学的機械研磨後のウェハ
洗浄方法の効果説明図である。
洗浄方法の効果説明図である。
Claims (7)
- 【請求項１】 基板に化学的機械研磨工程を施した後、
該基板を研磨液中の研磨粒子のコロイド状態が不安定に
なり凝集を起こす溶液中に浸漬する工程と、次いで該基
板にスクラブ洗浄を施す工程を含むことを特徴とする化
学的機械研磨後の基板洗浄方法。 - 【請求項２】 基板にスクラブ洗浄を施した後に、該基
板にアンモニア−過酸化水素水−水によって洗浄を施
し、次いで該基板を乾燥することを特徴とする請求項１
に記載された化学的機械研磨後の基板洗浄方法。 - 【請求項３】 化学的機械研磨工程が、研磨剤による研
磨工程と純水による研磨工程を含むことを特徴とする請
求項１に記載された化学的機械研磨後の基板洗浄方法。 - 【請求項４】 基板を研磨液中の研磨粒子のコロイド状
態が不安定になり凝集を起こす溶液中に浸漬する工程
が、純水による水洗工程を含むことを特徴とする請求項
１に記載された化学的機械研磨後の基板洗浄方法。 - 【請求項５】 研磨液中の研磨粒子のコロイド状態が不
安定になり凝集を起こす溶液が、基板の表面に付着した
研磨液中の研磨粒子のゼータポテンシャルをプラスから
マイナスに、もしくは、マイナスからプラスに変化させ
る溶液であることを特徴とする請求項１から請求項４ま
でのいずれか１項に記載された化学的機械研磨後の基板
洗浄方法。 - 【請求項６】 基板の表面に付着した研磨液中の研磨粒
子のゼータポテンシャルをプラスからマイナスに、もし
くは、マイナスからプラスに変化させる溶液が、研磨粒
子に対して酸化作用をもつ溶液であることを特徴とする
請求項４に記載された化学的機械研磨後の基板洗浄方
法。 - 【請求項７】 スクラブ洗浄が、ブラシスクラブ洗浄で
あり、基板の表面に付着した研磨液中の研磨粒子のゼー
タポテンシャルをプラスからマイナスに、もしくは、マ
イナスからプラスに変化させる溶液が、研磨粒子に対し
て酸化作用をもつ溶液であることを特徴とする請求項１
から請求項４までのいずれか１項に記載された化学的機
械研磨後の基板洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171686A JPH0922885A (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 化学的機械研磨後の基板洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171686A JPH0922885A (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 化学的機械研磨後の基板洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0922885A true JPH0922885A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15927819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7171686A Withdrawn JPH0922885A (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 化学的機械研磨後の基板洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0922885A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6568995B1 (en) | 1999-11-18 | 2003-05-27 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Method for cleaning glass substrate |
| US6656022B2 (en) | 2000-06-01 | 2003-12-02 | Hitachi, Ltd. | Method for polishing a semiconductor substrate member |
| US7300683B2 (en) | 2003-12-26 | 2007-11-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming resistance film |
| JPWO2008004470A1 (ja) * | 2006-07-03 | 2009-12-03 | コニカミノルタオプト株式会社 | 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 |
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| JP2011035157A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Disco Abrasive Syst Ltd | 被洗浄物の洗浄方法 |
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| JP2012248247A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Kao Corp | ハードディスク製造方法 |
| JP2014083598A (ja) * | 2012-10-19 | 2014-05-12 | Asahi Glass Co Ltd | ガラス基板の研磨方法 |
| JP2015147713A (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-20 | 旭硝子株式会社 | フォトマスク用ガラス基板の洗浄方法 |
| KR20180025201A (ko) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
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| US11185895B2 (en) | 2018-09-06 | 2021-11-30 | Toshiba Memory Corporation | Substrate processing method, substrate processing apparatus, and composite processing apparatus |
-
1995
- 1995-07-07 JP JP7171686A patent/JPH0922885A/ja not_active Withdrawn
Cited By (21)
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| CN107799436B (zh) * | 2016-08-29 | 2023-07-07 | 株式会社荏原制作所 | 基板处理装置及基板处理方法 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021001 |