[go: up one dir, main page]

JP2002367941A - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number
JP2002367941A
JP2002367941A JP2001173874A JP2001173874A JP2002367941A JP 2002367941 A JP2002367941 A JP 2002367941A JP 2001173874 A JP2001173874 A JP 2001173874A JP 2001173874 A JP2001173874 A JP 2001173874A JP 2002367941 A JP2002367941 A JP 2002367941A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
retainer ring
life
semiconductor wafer
film
integrated circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001173874A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naruhiro Ikubo
成大 井久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Priority to JP2001173874A priority Critical patent/JP2002367941A/en
Publication of JP2002367941A publication Critical patent/JP2002367941A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 CMP技術において、リテーナリングの寿命
を自動検出することのできる技術を提供する。 【解決手段】 リテーナリング5に寿命検出孔6を設
け、該寿命検出孔6の研磨パッド側の一端は閉じられ、
他の一端は解放されて一定の圧力が印可されており、閉
じられた側を解放したときの寿命検出孔6に印加した圧
力7の変化を読み取ることでリテーナリング5の寿命を
自動検出する。
(57) [Summary] (with correction) [PROBLEMS] To provide a technique in a CMP technique that can automatically detect the life of a retainer ring. A life detecting hole is provided in a retainer ring, and one end of the life detecting hole on the polishing pad side is closed.
The other end is released and a constant pressure is applied, and the life of the retainer ring 5 is automatically detected by reading a change in the pressure 7 applied to the life detection hole 6 when the closed side is released.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造技術に関し、特に、基板上に堆積された絶縁膜
または金属膜の表面の凹凸を平坦に加工する化学的機械
研磨(chemical mechanical polishing:CMP)法を
用いた半導体集積回路装置の製造方法に適用して有効な
技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, and more particularly, to chemical mechanical polishing for flattening irregularities on a surface of an insulating film or a metal film deposited on a substrate. The present invention relates to a technique which is effective when applied to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the (CMP) method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハを保持しながら加圧するC
MP装置の加工ヘッドには種々の構造が提案されてい
る。最も一般的には、半導体ウエハを保持するウエハチ
ャック、半導体ウエハが研磨中に外れることを防ぐリテ
ーナリング、表面基準を維持するためのバッキングフィ
ルム、これらを保持しながら加圧圧力を加えるハウジン
グなどの要素から、加工ヘッドは主に構成されている。
2. Description of the Related Art Pressing C while holding a semiconductor wafer
Various structures have been proposed for the processing head of the MP apparatus. Most commonly, a wafer chuck for holding a semiconductor wafer, a retainer ring for preventing the semiconductor wafer from coming off during polishing, a backing film for maintaining a surface reference, and a housing for applying pressure while holding these. The processing head is mainly composed of the elements.

【0003】なお、CMP装置の加工ヘッドの構造に関
しては、たとえば株式会社工業調査会発行「半導体平坦
化CMP技術」1998年7月15日発行、土肥俊郎、
河西敏雄、中川威雄著、P69〜74に記載されてい
る。
The structure of the processing head of the CMP apparatus is described in, for example, "Semiconductor Flattening CMP Technology" published by the Industrial Research Institute of Japan on July 15, 1998, by Toshiro Dohi,
It is described in Toshio Kasai and Takeo Nakagawa, pp. 69-74.

【0004】ところで、CMPでは、一般的に半導体ウ
エハにふちだれが生ずる。このふちだれ現象を僅少化
し、加工面の均一性を確保するための手段の1つとし
て、リテーナリングを半導体ウエハの外周に配置した加
工ヘッドが用いられている。リテーナリングは半導体ウ
エハが研磨中に外れることを防止するために設けられた
ものであるが、半導体ウエハの外周に配置したリテーナ
リングを加工用ダミーとして扱えば、ふちだれを小さく
することができる。
[0004] In CMP, generally, a run-out occurs on a semiconductor wafer. As one of means for minimizing this weeping phenomenon and ensuring the uniformity of the processing surface, a processing head having a retainer ring arranged on the outer periphery of a semiconductor wafer is used. The retainer ring is provided to prevent the semiconductor wafer from coming off during polishing. However, if the retainer ring arranged on the outer periphery of the semiconductor wafer is treated as a processing dummy, the run-out can be reduced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】リテーナリングを前記
加工用ダミーとして用いた場合、半導体ウエハの研磨と
同時にリテーナリングも削れる。このため、一定の削れ
量に達した時点でリテーナリングを交換する必要があ
る。しかしながら、本発明者が検討したところ、リテー
ナリングの寿命、すなわち削れ量は累積使用時間で管理
されてはいるが、リテーナリングの累積使用時間とリテ
ーナリングの削れ量とが単純に比例せず、このため寿命
使用時間内にもかかわらず、リテーナリングの削れすぎ
が生ずることが明らかとなった。
When a retainer ring is used as the processing dummy, the retainer ring can be removed simultaneously with the polishing of the semiconductor wafer. Therefore, it is necessary to replace the retainer ring when a certain amount of shaving is reached. However, when the present inventor studied, the life of the retainer ring, that is, the amount of scraping is managed by the cumulative use time, but the cumulative use time of the retainer ring and the amount of scraping of the retainer ring are not simply proportional, For this reason, it became clear that the retainer ring was excessively scraped despite the life time.

【0006】リテーナリングの寿命を正確に把握できな
いため、リテーナリングの削りすぎによって半導体ウエ
ハを抑える圧力とリテーナリングを抑える圧力とのバラ
ンスがとれなくなり、半導体ウエハ面内の研磨量の均一
性が劣化する、または半導体ウエハが飛び出すなどの問
題が生じてしまう。
Since the life of the retainer ring cannot be accurately grasped, the pressure for suppressing the semiconductor wafer and the pressure for suppressing the retainer ring due to excessive cutting of the retainer ring cannot be balanced, and the uniformity of the polishing amount in the semiconductor wafer surface deteriorates. Or the semiconductor wafer pops out.

【0007】本発明の目的は、CMP技術において、リ
テーナリングの寿命を自動検出することのできる技術を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of automatically detecting the life of a retainer ring in the CMP technique.

【0008】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0010】本発明は、寿命検出孔を設けたリテーナリ
ングを備えた加工ヘッドを用いて半導体ウエハを保持、
加圧し、半導体ウエハ上に形成された各種膜の表面を研
磨するCMP工程において、寿命検出孔の研磨パッド側
の一端は閉じられ、他の一端は開放されて一定の圧力が
印加されており、寿命検出孔の研磨パッド側の一端の開
放によって変動する圧力を検知することで、リテーナリ
ングの寿命を検出するものである。
According to the present invention, a semiconductor wafer is held by using a processing head having a retainer ring having a life detecting hole.
In the CMP step of pressing and polishing the surface of various films formed on the semiconductor wafer, one end of the life detection hole on the polishing pad side is closed, and the other end is opened and a constant pressure is applied, The life of the retainer ring is detected by detecting a pressure that fluctuates due to opening of one end of the life detection hole on the polishing pad side.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0012】図1および図2は、本発明の一実施の形態
であるCMP装置の加工ヘッドの断面を示す模式図であ
る。図1は、リテーナリングの削れ量が相対的に少ない
場合の加工ヘッドを示し、図2は、リテーナリングの削
れ量が相対的に多い場合の加工ヘッドを示す。図中、1
は半導体ウエハ、2は加工ヘッド、3は研磨定盤、4は
研磨パッド、5はリテーナリング、6は寿命検出孔、7
は圧力、8は供給管路、9はエアーである。
FIGS. 1 and 2 are schematic views showing a cross section of a processing head of a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a processing head when the amount of shaving of the retainer ring is relatively small, and FIG. 2 shows a processing head when the amount of shaving of the retainer ring is relatively large. In the figure, 1
Is a semiconductor wafer, 2 is a processing head, 3 is a polishing platen, 4 is a polishing pad, 5 is a retainer ring, 6 is a life detecting hole, 7
Is a pressure, 8 is a supply line, and 9 is air.

【0013】被研磨材料である半導体ウエハ1はエアー
バック方式の加工ヘッド2に保持され、回転する研磨定
盤3上に貼り付けられた研磨パッド4によって半導体ウ
エハ1の表面は研磨される。なお、図示はしないが、研
磨パッド4の表面は、その機能を再生させるためにドレ
ッサを用いて切削される。また、研磨中は研磨パッド4
の上方に設置された供給ノズルからスラリが供給され
る。
A semiconductor wafer 1, which is a material to be polished, is held by a processing head 2 of an air bag system, and the surface of the semiconductor wafer 1 is polished by a polishing pad 4 stuck on a rotating polishing platen 3. Although not shown, the surface of the polishing pad 4 is cut using a dresser in order to reproduce its function. During polishing, the polishing pad 4
The slurry is supplied from a supply nozzle installed above the.

【0014】上記加工ヘッド2は半導体ウエハ1の加圧
が可能であり、さらに自転機能を有する。半導体ウエハ
1は弾性板のバネで保持されており、ウエハチャックが
加工ヘッド2に対して、いわゆるフローティング状態と
なっている。
The processing head 2 can pressurize the semiconductor wafer 1 and has a rotation function. The semiconductor wafer 1 is held by a spring of an elastic plate, and the wafer chuck is in a so-called floating state with respect to the processing head 2.

【0015】また、加工ヘッド2には、半導体ウエハ1
が設置される領域の外周に、半導体ウエハ1が研磨中に
外れることを防ぐため、および半導体ウエハ1のふちだ
れを低減するためのリテーナリング5が設けられてい
る。
The processing head 2 includes a semiconductor wafer 1
A retainer ring 5 for preventing the semiconductor wafer 1 from coming off during polishing and for reducing the run-off of the semiconductor wafer 1 is provided on the outer periphery of the region where the semiconductor wafer 1 is provided.

【0016】このリテーナリング5には、寿命検出孔
(図中、網掛けのハッチングで示す)6が設けられてお
り、常に一定の圧力7が供給管路8から印加されてい
る。寿命検出孔6は、たとえば研磨パッド4に向かって
ほぼ垂直にリテーナリング5内に設けられており、未使
用のリテーナリング5の場合、寿命検出孔6の研磨パッ
ド4側の一端は閉じられ、他の一端は開放されて供給管
路8に繋がれている。
The retainer ring 5 is provided with a life detecting hole 6 (shown by hatching in the figure), and a constant pressure 7 is always applied from a supply line 8. The life detecting hole 6 is provided in the retainer ring 5 substantially vertically, for example, toward the polishing pad 4. In the case of an unused retainer ring 5, one end of the life detecting hole 6 on the polishing pad 4 side is closed, The other end is open and connected to the supply line 8.

【0017】半導体ウエハ1を研磨すると、リテーナリ
ング5も同時に削れるが、リテーナリング5の削れ量が
少なく寿命検出孔6に達するまでリテーナリング5が削
れていない場合(図1)は、一定の上記圧力7が加わ
る。しかし、寿命検出孔6に達するまでリテーナリング
5が削れた場合(図2)は、寿命検出孔6の一端が開放
されるため、圧力7が変動する。この圧力7の変動を検
知することで、リテーナリング5の寿命を検出すること
ができる。
When the semiconductor wafer 1 is polished, the retainer ring 5 is also shaved at the same time. However, if the amount of shaving of the retainer ring 5 is small and the retainer ring 5 is not shaved until it reaches the life detecting hole 6 (FIG. 1), the above-described constant Pressure 7 is applied. However, when the retainer ring 5 is shaved until it reaches the life detecting hole 6 (FIG. 2), one end of the life detecting hole 6 is opened, so that the pressure 7 fluctuates. The life of the retainer ring 5 can be detected by detecting the fluctuation of the pressure 7.

【0018】このように、本実施の形態によれば、加工
ヘッド2に備わるリテーナリング5に寿命検出孔6を設
け、寿命検出孔6に印加した圧力7の変化を読み取るこ
とでリテーナリング5の寿命を自動検出することができ
る。これにより、一定の研磨量に達した時点でリテーナ
リング5を交換することができて、リテーナリング5の
削れすぎによる半導体ウエハ1面内の研磨量の均一性の
劣化、または半導体ウエハ1の飛び出しを防止すること
ができる。
As described above, according to the present embodiment, the life detecting hole 6 is provided in the retainer ring 5 provided in the processing head 2, and the change in the pressure 7 applied to the life detecting hole 6 is read, so that the retainer ring 5 The life can be automatically detected. As a result, the retainer ring 5 can be replaced when the polishing amount reaches a certain level, and the uniformity of the polishing amount in the surface of the semiconductor wafer 1 is degraded due to excessive shaving of the retainer ring 5, or the semiconductor wafer 1 jumps out. Can be prevented.

【0019】次に、本実施の形態を適用したCMOS
(complementary metal oxide semiconductor)デバイ
スの製造方法の一例を図3〜図7を用いて工程順に説明
する。
Next, a CMOS to which the present embodiment is applied
An example of a method of manufacturing a (complementary metal oxide semiconductor) device will be described in the order of steps with reference to FIGS.

【0020】まず、図3に示すように、たとえばp-
の単結晶からなる半導体基板11を用意し、半導体基板
11の主面に素子分離領域12を形成する。次に、パタ
ーニングされたフォトレジスト膜をマスクとして不純物
をイオン注入し、pウェル13およびnウェル14を形
成する。pウェル13にはp型の導電型を示す不純物、
たとえばボロン(B)をイオン注入し、nウェル14に
はn型の導電型を示す不純物、たとえばリン(P)をイ
オン注入する。この後、各ウェル領域にMISFETの
しきい値電圧を制御するための不純物をイオン注入して
もよい。
First, as shown in FIG. 3, a semiconductor substrate 11 made of, for example, a p - type single crystal is prepared, and an element isolation region 12 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 11. Next, impurities are ion-implanted using the patterned photoresist film as a mask to form a p-well 13 and an n-well 14. The p-well 13 has impurities of p-type conductivity,
For example, boron (B) is ion-implanted, and an impurity showing n-type conductivity, for example, phosphorus (P) is ion-implanted into n-well 14. Thereafter, impurities for controlling the threshold voltage of the MISFET may be ion-implanted into each well region.

【0021】次に、ゲート絶縁膜15となるシリコン酸
化膜、ゲート電極16となる多結晶シリコン膜およびキ
ャップ絶縁膜17となるシリコン酸化膜を順次堆積して
積層膜を形成し、パターニングされたフォトレジスト膜
をマスクとして上記積層膜をエッチングする。ゲート絶
縁膜15は、たとえば熱酸化法または熱CVD(chemic
al vapor deposition)法により形成することができ、
ゲート電極16は、たとえばCVD法により形成するこ
とができる。
Next, a silicon oxide film serving as the gate insulating film 15, a polycrystalline silicon film serving as the gate electrode 16, and a silicon oxide film serving as the cap insulating film 17 are sequentially deposited to form a laminated film. The laminated film is etched using the resist film as a mask. The gate insulating film 15 is formed, for example, by a thermal oxidation method or a thermal CVD (chemic) method.
al vapor deposition) method,
Gate electrode 16 can be formed by, for example, a CVD method.

【0022】次に、半導体基板11上に、たとえばCV
D法でシリコン酸化膜を堆積した後、このシリコン酸化
膜を異方性エッチングすることにより、ゲート電極16
の側壁にサイドウォールスペーサ18を形成する。その
後、パターニングされたフォトレジスト膜をマスクとし
て、pウェル13にn型不純物(たとえばリン、ヒ素
(As))をイオン注入し、ゲート電極16の両側のp
ウェル13にn型半導体領域19を形成する。n型半導
体領域19は、ゲート電極16およびサイドウォールス
ペーサ18に対して自己整合的に形成され、nチャネル
MISFET(metal insulator semiconductor field
effect transistor)のソース、ドレインとして機能す
る。同様に、パターニングされたフォトレジスト膜をマ
スクとして、nウェル14にp型不純物(たとえばフッ
化ボロン(BF2))をイオン注入し、ゲート電極16
の両側のnウェル14にp型半導体領域20を形成す
る。p型半導体領域20は、ゲート電極16およびサイ
ドウォールスペーサ18に対して自己整合的に形成さ
れ、pチャネルMISFETのソース、ドレインとして
機能する。
Next, for example, a CV
After a silicon oxide film is deposited by the method D, the silicon oxide film is anisotropically etched to form the gate electrode 16.
A sidewall spacer 18 is formed on the side wall of. Thereafter, using the patterned photoresist film as a mask, an n-type impurity (for example, phosphorus or arsenic (As)) is ion-implanted into the p-well 13 to form p-type impurities on both sides of the gate electrode 16.
An n-type semiconductor region 19 is formed in the well 13. The n-type semiconductor region 19 is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 16 and the side wall spacer 18, and has an n-channel MISFET (metal insulator semiconductor field).
function transistor). Similarly, using the patterned photoresist film as a mask, a p-type impurity (for example, boron fluoride (BF 2 )) is ion-implanted into the n-well 14 to form a gate electrode 16.
P-type semiconductor regions 20 are formed in the n-wells 14 on both sides of the semiconductor device. The p-type semiconductor region 20 is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 16 and the sidewall spacer 18, and functions as a source and a drain of the p-channel MISFET.

【0023】次に、図4に示すように、半導体基板11
上にシリコン酸化膜21を形成した後、そのシリコン酸
化膜21を、たとえば前記加工ヘッド2を備えたCMP
装置を用いて研磨することにより表面を平坦化する。シ
リコン酸化膜21は、たとえばTEOS(tetra ethyl
ortho silicate:Si(OC25))とオゾン(O3
とをソースガスに用いたプラズマCVD法で堆積された
TEOS酸化膜で構成される。
Next, as shown in FIG.
After a silicon oxide film 21 is formed thereon, the silicon oxide film 21 is
The surface is flattened by polishing using an apparatus. The silicon oxide film 21 is made of, for example, TEOS (tetra ethyl
ortho silicate: Si (OC 2 H 5 )) and ozone (O 3 )
And a TEOS oxide film deposited by a plasma CVD method using these as a source gas.

【0024】次に、パターニングされたフォトレジスト
膜をマスクとしたエッチングによってシリコン酸化膜2
1に接続孔22を形成する。この接続孔22は、n型半
導体領域19またはp型半導体領域20上などの必要部
分に形成する。
Next, the silicon oxide film 2 is etched by using the patterned photoresist film as a mask.
1 are formed with connection holes 22. The connection hole 22 is formed in a necessary portion such as on the n-type semiconductor region 19 or the p-type semiconductor region 20.

【0025】次に、接続孔22の内部を含む半導体基板
11の全面に窒化チタン膜を、たとえばCVD法で形成
し、さらに接続孔22を埋め込むタングステン(W)膜
を、たとえばCVD法で形成する。その後、接続孔22
以外の領域の窒化チタン膜およびタングステン膜を、た
とえば前記加工ヘッド2を備えたCMP装置を用いて除
去することにより、接続孔22の内部にプラグ23を形
成する。
Next, a titanium nitride film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11 including the inside of the connection hole 22 by, for example, the CVD method, and a tungsten (W) film for filling the connection hole 22 is formed by, for example, the CVD method. . Then, the connection hole 22
The plug 23 is formed inside the connection hole 22 by removing the titanium nitride film and the tungsten film in the region other than the region using, for example, a CMP apparatus having the processing head 2.

【0026】続いて、図5に示すように、半導体基板1
1の全面に、たとえばタングステン膜を形成した後、パ
ターニングされたフォトレジスト膜をマスクとしたエッ
チングによってタングステン膜を加工し、第1配線層の
配線24を形成する。タングステン膜は、CVD法また
はスパッタ法により形成できる。
Subsequently, as shown in FIG.
After a tungsten film, for example, is formed on the entire surface of the substrate 1, the tungsten film is processed by etching using the patterned photoresist film as a mask to form the wiring 24 of the first wiring layer. The tungsten film can be formed by a CVD method or a sputtering method.

【0027】次に、図6に示すように、配線24を覆う
絶縁膜、たとえばシリコン酸化膜を形成した後、その絶
縁膜を、たとえば前記加工ヘッド2を備えたCMP装置
を用いて研磨することにより、表面が平坦化された層間
絶縁膜25を形成する。次いで、パターニングされたフ
ォトレジスト膜をマスクとしてエッチングによって層間
絶縁膜25に接続孔26を形成する。
Next, as shown in FIG. 6, after forming an insulating film covering the wiring 24, for example, a silicon oxide film, the insulating film is polished using, for example, a CMP apparatus having the processing head 2. Thereby, an interlayer insulating film 25 having a flattened surface is formed. Next, a connection hole 26 is formed in the interlayer insulating film 25 by etching using the patterned photoresist film as a mask.

【0028】次に、接続孔26の内部を含む半導体基板
11の全面にバリアメタル層を形成し、さらに接続孔2
6を埋め込む銅(Cu)膜を形成する。バリアメタル層
は、たとえば窒化チタン(TiN)、タンタル(T
a)、窒化タンタル(TaN)等であり、たとえばCV
D法で形成する。銅膜は主導体層として機能し、たとえ
ばメッキ法で形成できる。メッキ法による銅膜の形成前
に、たとえばCVD法またはスパッタ法によりシード層
として薄い銅膜を形成できる。その後、接続孔26以外
の領域の銅膜およびバリアメタル層を、たとえば前記加
工ヘッド2を備えたCMP装置を用いて除去することに
よりプラグ27を形成する。
Next, a barrier metal layer is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11 including the inside of the connection hole 26,
A copper (Cu) film for embedding 6 is formed. The barrier metal layer is made of, for example, titanium nitride (TiN), tantalum (T
a), tantalum nitride (TaN) or the like;
Formed by method D. The copper film functions as a main conductor layer and can be formed by, for example, a plating method. Before forming a copper film by plating, a thin copper film can be formed as a seed layer by, for example, a CVD method or a sputtering method. Thereafter, the plug 27 is formed by removing the copper film and the barrier metal layer in a region other than the connection hole 26 using, for example, a CMP apparatus having the processing head 2.

【0029】次に、図7に示すように、層間絶縁膜25
およびプラグ27上にストッパ絶縁膜28を形成し、さ
らに配線形成用の絶縁膜29を形成する。ストッパ絶縁
膜28は、絶縁膜29への溝加工の際にエッチングスト
ッパとなる膜であり、絶縁膜29に対してエッチング選
択比を有する材料を用いる。ストッパ絶縁膜28は、た
とえばシリコン窒化膜とし、絶縁膜29は、たとえばシ
リコン酸化膜とする。なお、ストッパ絶縁膜28と絶縁
膜29とには次に説明する第2配線層が形成される。こ
のため、その合計膜厚は第2配線層に必要な設計膜厚で
決められる。次いで、パターニングされたフォトレジス
ト膜をマスクとしたエッチングによってストッパ絶縁膜
28および絶縁膜29の所定の領域に配線溝30を形成
する。
Next, as shown in FIG.
Then, a stopper insulating film 28 is formed on the plug 27 and an insulating film 29 for forming a wiring is formed. The stopper insulating film 28 is a film serving as an etching stopper when a groove is formed in the insulating film 29, and is made of a material having an etching selectivity with respect to the insulating film 29. The stopper insulating film 28 is, for example, a silicon nitride film, and the insulating film 29 is, for example, a silicon oxide film. Note that a second wiring layer described below is formed on the stopper insulating film 28 and the insulating film 29. Therefore, the total film thickness is determined by the design film thickness required for the second wiring layer. Next, a wiring groove 30 is formed in a predetermined region of the stopper insulating film 28 and the insulating film 29 by etching using the patterned photoresist film as a mask.

【0030】次に、配線溝30の内部を含む半導体基板
11の全面にバリアメタル層31を形成する。バリアメ
タル層31は、たとえばタンタル膜からなり、その膜厚
は、たとえば基板平面上で50nm程度とすることがで
きる。上記タンタル膜は、たとえばスパッタ法で形成さ
れる。バリアメタル層31は、窒化チタン、窒化タンタ
ル等で構成してもよい。
Next, a barrier metal layer 31 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11 including the inside of the wiring groove 30. The barrier metal layer 31 is made of, for example, a tantalum film, and its thickness can be, for example, about 50 nm on a substrate plane. The tantalum film is formed by, for example, a sputtering method. The barrier metal layer 31 may be made of titanium nitride, tantalum nitride, or the like.

【0031】次いで、図示はしないが、バリアメタル層
31上に銅のシード層を形成する。シード層は、たとえ
ばCVD法またはスパッタ法で形成され、その膜厚は、
たとえば基板平面上で100nm程度である。さらに電
解メッキ法を用いてシード層上に銅のメッキ層を形成す
る。メッキ層の膜厚は、たとえば基板平面上で600n
m程度とする。これにより配線溝30を埋め込む。
Next, although not shown, a copper seed layer is formed on the barrier metal layer 31. The seed layer is formed by, for example, a CVD method or a sputtering method.
For example, it is about 100 nm on the substrate plane. Further, a copper plating layer is formed on the seed layer by using an electrolytic plating method. The thickness of the plating layer is, for example, 600 n on the substrate plane.
m. Thereby, the wiring groove 30 is buried.

【0032】次に、前記加工ヘッド2を備えたCMP装
置を用いてメッキ層およびシード層を研磨する。銅は研
磨速度が大きいので、まず先に銅の部分が除去される。
さらに、研磨を継続し、絶縁膜29上のバリアメタル層
31を除去する。これにより配線溝30以外の領域の銅
膜(メッキ層およびシード層)およびバリアメタル層3
1が除去されて、第2配線層の配線32が形成される。
Next, the plating layer and the seed layer are polished using a CMP apparatus having the processing head 2. Since the polishing rate of copper is high, the copper portion is removed first.
Further, the polishing is continued, and the barrier metal layer 31 on the insulating film 29 is removed. As a result, the copper film (plating layer and seed layer) and the barrier metal layer 3 in a region other than the wiring groove 30 are formed.
1 is removed to form the wiring 32 of the second wiring layer.

【0033】その後、さらに上層の配線を形成した後、
パッシベーション膜で半導体基板11の全面を覆うこと
により、CMOSデバイスが略完成する。
Then, after further forming the upper wiring,
By covering the entire surface of the semiconductor substrate 11 with the passivation film, the CMOS device is substantially completed.

【0034】なお、本実施の形態では、CMP技術をC
MOSデバイスの製造方法に適用した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、いかなる半導
体デバイスの製造方法に適用可能である。
In the present embodiment, the CMP technique is
The case where the present invention is applied to a method for manufacturing a MOS device has been described. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to any method for manufacturing a semiconductor device.

【0035】また、本実施の形態では、CMP技術を配
線工程に適用した場合について説明したが、平坦化が必
要とされるいかなる工程にも適用可能であり、たとえば
絶縁膜の埋め込みによる素子間分離領域の形成などにも
適用することができる。
In this embodiment, the case where the CMP technique is applied to the wiring step has been described. However, the present invention can be applied to any step requiring flattening. The present invention can be applied to formation of a region.

【0036】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでも
ない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.

【0037】たとえば、前記実施の形態では、リテーナ
リングに寿命検出孔を設け、寿命検出孔に印加した圧力
の変化を読み取ることでリテーナリングの寿命を自動検
出したが、加工ヘッドに検査センサを取り付けてもよ
く、これによりリテーナリングを交換する毎に供給管路
と寿命検出孔とを繋ぐ作業を省くことができる。
For example, in the above embodiment, the life detecting hole is provided in the retainer ring, and the life of the retainer ring is automatically detected by reading the change in the pressure applied to the life detecting hole. Therefore, every time the retainer ring is replaced, the work of connecting the supply pipe and the life detecting hole can be omitted.

【0038】[0038]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0039】リテーナリングに寿命検出孔を設け、寿命
検出孔に印加した圧力の変化を読み取ることで、CMP
技術におけるリテーナリングの寿命を自動検出すること
ができる。
By providing a life detecting hole in the retainer ring and reading the change in pressure applied to the life detecting hole, the CMP is performed.
The life of the retainer ring in the technology can be automatically detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態であるCMP装置の加工
ヘッドの断面を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a cross section of a processing head of a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態であるCMP装置の加工
ヘッドの断面を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of a processing head of the CMP apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to the embodiment of the present invention;

【図4】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to one embodiment of the present invention;

【図5】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to the embodiment of the present invention;

【図6】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to the embodiment of the present invention;

【図7】本発明の一実施の形態であるCMOSデバイス
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOS device according to the embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体ウエハ 2 加工ヘッド 3 研磨定盤 4 研磨パッド 5 リテーナリング 6 寿命検出孔 7 圧力 8 供給管路 9 エアー 11 半導体基板 12 素子分離領域 13 pウェル 14 nウェル 15 ゲート絶縁膜 16 ゲート電極 17 キャップ絶縁膜 18 サイドウォールスペーサ 19 n型半導体領域 20 p型半導体領域 21 シリコン酸化膜 22 接続孔 23 プラグ 24 配線 25 層間絶縁膜 26 接続孔 27 プラグ 28 ストッパ絶縁膜 29 絶縁膜 30 配線溝 31 バリアメタル層 32 配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 2 Processing head 3 Polishing surface plate 4 Polishing pad 5 Retaining ring 6 Life detecting hole 7 Pressure 8 Supply pipeline 9 Air 11 Semiconductor substrate 12 Element isolation region 13 P well 14 N well 15 Gate insulating film 16 Gate electrode 17 Cap Insulating film 18 Sidewall spacer 19 N-type semiconductor region 20 P-type semiconductor region 21 Silicon oxide film 22 Connection hole 23 Plug 24 Wiring 25 Interlayer insulating film 26 Connection hole 27 Plug 28 Stopper insulating film 29 Insulating film 30 Wiring groove 31 Barrier metal layer 32 Wiring

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 寿命検出孔を設けたリテーナリングを備
えた加工ヘッドを用いて半導体ウエハを保持し、前記半
導体ウエハ上に形成された各種膜の表面を研磨するCM
P工程を有する半導体集積回路装置の製造方法であっ
て、 前記寿命検出孔の研磨パッド側の一端は閉じられ、他の
一端は開放されて一定の圧力が印加されていることを特
徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
1. A CM for holding a semiconductor wafer using a processing head having a retainer ring provided with a life detecting hole and polishing the surfaces of various films formed on the semiconductor wafer.
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a P step, wherein one end of the life detecting hole on the polishing pad side is closed, and the other end is opened and a constant pressure is applied. A method for manufacturing an integrated circuit device.
【請求項2】 寿命検出孔を設けたリテーナリングを備
えた加工ヘッドを用いて半導体ウエハを保持し、前記半
導体ウエハ上に形成された各種膜の表面を研磨するCM
P工程を有する半導体集積回路装置の製造方法であっ
て、 前記寿命検出孔の研磨パッド側の一端は閉じられ、他の
一端は開放されて一定の圧力が印加されており、前記寿
命検出孔の研磨パッド側の一端の開放によって変動する
圧力を検知することで、前記リテーナリングの寿命を検
出することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
2. A CM for holding a semiconductor wafer using a processing head having a retainer ring provided with a life detecting hole and polishing the surface of various films formed on the semiconductor wafer.
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a P step, wherein one end of the life detecting hole on the polishing pad side is closed, and the other end is opened and a constant pressure is applied, A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising detecting a life of the retainer ring by detecting a pressure that fluctuates due to opening of one end on a polishing pad side.
【請求項3】 寿命検出孔を設けたリテーナリングを備
えた加工ヘッドを用いて半導体ウエハを保持し、前記半
導体ウエハ上に形成された各種膜の表面を研磨するCM
P工程を有する半導体集積回路装置の製造方法であっ
て、 前記寿命検出孔の研磨パッド側の一端は閉じられ、他の
一端は開放されて一定の圧力が印加されており、前記寿
命検出孔は研磨パッドに向かってほぼ垂直に前記リテー
ナリング内に設けられていることを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
3. A CM for holding a semiconductor wafer using a processing head having a retainer ring provided with a life detecting hole and polishing the surface of various films formed on the semiconductor wafer.
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a P step, wherein one end of the life detection hole on the polishing pad side is closed, and the other end is opened and a constant pressure is applied, and the life detection hole is A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the semiconductor integrated circuit device is provided in the retainer ring substantially vertically toward a polishing pad.
JP2001173874A 2001-06-08 2001-06-08 Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device Pending JP2002367941A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001173874A JP2002367941A (en) 2001-06-08 2001-06-08 Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001173874A JP2002367941A (en) 2001-06-08 2001-06-08 Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002367941A true JP2002367941A (en) 2002-12-20

Family

ID=19015256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001173874A Pending JP2002367941A (en) 2001-06-08 2001-06-08 Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002367941A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264960A (en) * 2007-04-23 2008-11-06 Olympus Corp Polishing method and polishing device
US7662025B2 (en) 2007-01-22 2010-02-16 Elpida Memory, Inc. Polishing apparatus including separate retainer rings
US7731572B2 (en) 2007-05-24 2010-06-08 United Microelectronics Corp. CMP head
WO2012018425A3 (en) * 2010-07-26 2012-05-18 Applied Materials, Inc. Real-time monitoring of retaining ring thickness and lifetime
CN105397618A (en) * 2015-10-20 2016-03-16 上海华力微电子有限公司 Fixing ring for chemical-mechanical polishing machine
CN111300258A (en) * 2018-12-10 2020-06-19 三星电子株式会社 Chemical Mechanical Polishing Apparatus for Controlling Polishing Uniformity

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7662025B2 (en) 2007-01-22 2010-02-16 Elpida Memory, Inc. Polishing apparatus including separate retainer rings
JP2008264960A (en) * 2007-04-23 2008-11-06 Olympus Corp Polishing method and polishing device
US7731572B2 (en) 2007-05-24 2010-06-08 United Microelectronics Corp. CMP head
WO2012018425A3 (en) * 2010-07-26 2012-05-18 Applied Materials, Inc. Real-time monitoring of retaining ring thickness and lifetime
CN102725830A (en) * 2010-07-26 2012-10-10 应用材料公司 Real-time monitoring of retaining ring thickness and lifetime
CN102725830B (en) * 2010-07-26 2016-03-16 应用材料公司 The thickness of retainer ring and the immediately monitoring method and apparatus of useful life
CN105397618A (en) * 2015-10-20 2016-03-16 上海华力微电子有限公司 Fixing ring for chemical-mechanical polishing machine
CN111300258A (en) * 2018-12-10 2020-06-19 三星电子株式会社 Chemical Mechanical Polishing Apparatus for Controlling Polishing Uniformity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6805614B2 (en) Multilayered CMP stop for flat planarization
CN104051333B (en) There is the semiconductor device for the protective layer being formed on the side wall of contact etch stop comprising contact structures
US6051500A (en) Device and method for polishing a semiconductor substrate
US20040080001A1 (en) Complementary integrated circuit and method of manufacturing same
US7166506B2 (en) Poly open polish process
WO1999046081A1 (en) Multi-step chemical mechanical polishing process and device
US7763532B2 (en) Technique for forming a dielectric etch stop layer above a structure including closely spaced lines
CN111435639B (en) Semiconductor structures and methods of forming them
US6268251B1 (en) Method of forming MOS/CMOS devices with dual or triple gate oxide
US20010039116A1 (en) Fabrication method for semiconductor device
US20020048884A1 (en) Vertical source/drain contact semiconductor
US6500717B2 (en) Method for making an integrated circuit device with dielectrically isolated tubs and related circuit
JP2002367941A (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
JPH10214809A (en) Manufacture of semiconductor device
US7271060B2 (en) Semiconductor processing methods
US7906418B2 (en) Semiconductor device having substantially planar contacts and body
US6265325B1 (en) Method for fabricating dual gate dielectric layers
US6342450B1 (en) Method of forming insulating spacers in DRAM chips
JP2003115488A (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP4966116B2 (en) Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device
JP2004063994A (en) Manufacturing method of semiconductor device
CN102956559B (en) Method for manufacturing metal gate
CN101471288A (en) Semiconductor device using CMP and manufacturing method thereof
JP3667113B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2001308096A (en) Method and apparatus for manufacturing semiconductor integrated circuit device