JP2000012638A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit device

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JP2000012638A
JP2000012638A JP10174265A JP17426598A JP2000012638A JP 2000012638 A JP2000012638 A JP 2000012638A JP 10174265 A JP10174265 A JP 10174265A JP 17426598 A JP17426598 A JP 17426598A JP 2000012638 A JP2000012638 A JP 2000012638A
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electrode
region
integrated circuit
circuit device
wiring
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JP10174265A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Noguchi
純司 野口
Hide Yamaguchi
日出 山口
Hideaki Nonami
秀顕 野並
Tadashi Ohashi
直史 大橋
Nobuo Owada
伸郎 大和田
Yoshio Honma
喜夫 本間
Kenji Hinode
憲治 日野出
Toshiyuki Kikuchi
俊之 菊池
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect corrosion of metal wiring and a metal plug formed by the CMP(chemical machine polishing) method during a wafer process. SOLUTION: When Cu wires 36 and 37 connected to pn junctions are formed in a chip formation region of a semiconductor wafer 1, first and second Cu electrodes 38 and 39 connected to the pn junction are also formed in a TEG region. Then, a probe 55 is brought into contact with pads 53 and 54 in connect with the first and second Cu electrodes 38 and 39, and the conduction state between the electrodes is measured, thus judging the degree of corrosion of the Cu wires 36 and 37 formed in the chip region.

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、化学的機械研磨(Chemical
Mechanical Polishing ;CMP)法によって形成され
たメタル配線を有する半導体集積回路装置に適用して有
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 a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
The present invention relates to a technique which is effective when applied to a semiconductor integrated circuit device having metal wiring formed by a mechanical polishing (CMP) method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のLSIの配線形成プロセスは、シ
リコン基板(ウエハ)上にスパッタリング法を用いてア
ルミニウム(Al)合金膜やタングステン(W)膜など
のメタル膜を堆積した後、フォトレジスト膜をマスクに
したドライエッチングでこのメタル膜をパターニングす
る、というのが一般的であった。
2. Description of the Related Art In a conventional LSI wiring forming process, a metal film such as an aluminum (Al) alloy film or a tungsten (W) film is deposited on a silicon substrate (wafer) by a sputtering method, and then a photoresist film is formed. In general, the metal film is patterned by dry etching using the mask as a mask.

【0003】しかし、近年のLSIの高集積化により、
上記した方法では配線幅の微細化による配線抵抗の増大
が顕著となり、特に高性能なロジックLSIにおいて
は、その性能を阻害する大きな要因となりつつある。そ
こで最近では、例えば「1993 VMIC(VLSI Mul
tilevel Interconnection Conference)予稿集」、p1
5〜p21に記載されているように、シリコン基板上の
絶縁膜にあらかじめ溝を形成しておき、この溝の内部を
含む絶縁膜上にAlよりも電気抵抗が小さいCu膜を堆
積し、次いで溝の外部の不要なCu膜を化学的機械研磨
(Chemical Mechanical Polishing ;CMP)法でポリ
ッシュバックして溝の内部に残す、というCu配線形成
プロセス(いわゆるダマシンプロセス)の導入が進めら
れている。
However, with the recent high integration of LSI,
In the above-described method, the increase in wiring resistance due to the reduction in wiring width becomes remarkable, and particularly in high-performance logic LSIs, it is becoming a major factor impeding the performance. Therefore, recently, for example, “1993 VMIC (VLSI Mul
tilevel Interconnection Conference) Proceedings ", p1
5 to p21, a groove is previously formed in the insulating film on the silicon substrate, and a Cu film having lower electric resistance than Al is deposited on the insulating film including the inside of the groove, An introduction of a Cu wiring forming process (so-called damascene process) in which an unnecessary Cu film outside a groove is polished back by a chemical mechanical polishing (CMP) method and left inside the groove has been advanced.

【0004】また、上記のダマシンプロセスにおいて
は、配線幅の微細化に伴って溝の幅が狭くなると、溝の
内部にCu膜を完全に埋め込むことが困難になることか
ら、例えば「1995 VMIC予稿集」、p308〜
p314に記載されているように、スパッタリング法で
堆積したCu膜をリフローして溝内に流し込む技術や、
例えば株式会社プレスジャーナル、1997年11月2
0日発行の「月刊セミコンダクターワールド」p308
〜p314に記載されているように、スパッタ−リフロ
ー法よりもステップカバレージの良いCVD法や電気メ
ッキ法でCu膜を成膜するプロセスの導入も進められて
いる。
In the above damascene process, if the width of the groove becomes narrower as the wiring width becomes finer, it becomes difficult to completely bury the Cu film inside the groove. Shu, p. 308-
As described in p314, a technique of reflowing a Cu film deposited by a sputtering method and flowing it into a groove,
For example, Press Journal, November 2, 1997
"Monthly Semiconductor World" p.308
As described in pp. 314 to 314, introduction of a process of forming a Cu film by a CVD method or an electroplating method, which has better step coverage than the sputter-reflow method, is also in progress.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のダマシンプロセ
スでは、上記したいずれの方法でCu膜を成膜する場合
でも、溝の外部の絶縁膜上に残った不要なCu膜をCM
P法でポリッシュバックする工程が必要である。ところ
が、CMP法でCu膜をポリッシングすると、スラリ中
の成分である酸やアルカリによってCuの一部が溶出す
るために、配線の一部が腐蝕してオープン不良やショー
ト不良が発生することがある。
In the conventional damascene process, the unnecessary Cu film remaining on the insulating film outside the groove is removed by CM even when the Cu film is formed by any of the above methods.
A step of polishing back by the P method is required. However, when the Cu film is polished by the CMP method, a part of the Cu is eluted by an acid or alkali which is a component in the slurry, so that a part of the wiring is corroded, and an open defect or a short defect may occur. .

【0006】このようなCu配線の腐蝕は、シリコン基
板に形成されたpn接合(例えば拡散抵抗素子、MOS
トランジスタのソース、ドレイン、バイポーラトランジ
スタのコレクタ、ベース、エミッタなど)に接続された
Cu配線において特徴的に発生する。また、Cu配線ほ
ど顕著ではないが、他のメタル材料(例えばW、Al合
金など)をCMP法でポリッシングして形成した配線や
プラグにおいても、それらがpn接合に接続されている
場合には、上記した原因で腐蝕が発生することがある。
[0006] Such corrosion of the Cu wiring is caused by a pn junction (for example, a diffusion resistance element, a MOS transistor) formed on a silicon substrate.
This characteristically occurs in a Cu wiring connected to a source and a drain of a transistor, a collector, a base, and an emitter of a bipolar transistor. Although not as remarkable as Cu wiring, wiring and plugs formed by polishing other metal materials (for example, W, Al alloy, etc.) by the CMP method, when they are connected to the pn junction, Corrosion may occur due to the above reasons.

【0007】図12(a)は、pn接合の起電力発生機
構を示すモデル図、同図(b)は、pn接合の光照射時
と暗時のI−V特性を示すグラフ、図13は、Cu配線
の腐蝕発生機構を示すモデル図である。
FIG. 12A is a model diagram showing a mechanism of generating an electromotive force of a pn junction, FIG. 12B is a graph showing IV characteristics of the pn junction at the time of light irradiation and at the time of darkness, and FIG. FIG. 4 is a model diagram showing a corrosion generation mechanism of a Cu wiring.

【0008】図12(a)に示すように、シリコン基板
に形成されたpn接合に光が入射すると、シリコンの光
起電力効果によってp側が+、n側が−の外部電圧(〜
0.6V)が発生し、同図(b)に示すように、pn接合
のI−V特性がシフトする結果、図13に示すように、
pn接合のp側(+側)に接続されたCu配線−pn接
合−pn接合のn側(−側)に接続されたCu配線−ウ
エハ表面に付着した研磨スラリによって形成される閉回
路に短絡電流が流れ、pn接合のp側(+側)に接続さ
れたCu配線の表面からCu2+イオンが解離して電気化
学的腐蝕(電解腐蝕)を引き起こす。
As shown in FIG. 12A, when light enters a pn junction formed on a silicon substrate, an external voltage (-) is applied on the p-side and-on the n-side due to the photovoltaic effect of silicon.
0.6V), and the IV characteristic of the pn junction shifts as shown in FIG.
Cu wiring connected to the p side (+ side) of the pn junction-pn junction-Cu wiring connected to the n side (-side) of the pn junction-short circuit to a closed circuit formed by polishing slurry attached to the wafer surface A current flows, and Cu 2+ ions dissociate from the surface of the Cu wiring connected to the p-side (+ side) of the pn junction, causing electrochemical corrosion (electrolytic corrosion).

【0009】図14は、電圧印加時におけるスラリ濃度
(%)とCuのエッチング(溶出)速度との関係を示す
グラフである。図示のように、スラリ濃度が100%の
ときにはCuの溶出速度は比較的小さいが、スラリがあ
る程度水で希釈されると急激に溶出速度が増大すること
が判る。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the slurry concentration (%) and the etching (elution) rate of Cu when a voltage is applied. As shown in the figure, when the slurry concentration is 100%, the elution rate of Cu is relatively small, but it can be seen that the elution rate rapidly increases when the slurry is diluted to some extent with water.

【0010】以上のことから、水で希釈されたスラリが
シリコンウエハの表面に付着している状態でpn接合に
光が入射すると、Cuの溶出が顕著になって腐蝕が引き
起こされるといえる。具体的には、ポリッシング工程で
ウエハの表面に付着したスラリが、その後のリンス工程
や後洗浄工程において純水で希釈されたとき、あるいは
ポリッシング工程と後洗浄工程との間のウエハ待機時な
どにpn接合に光が入射するとCu配線の腐蝕が発生す
る。
From the above, it can be said that when light enters the pn junction while the slurry diluted with water is attached to the surface of the silicon wafer, the elution of Cu becomes remarkable, causing corrosion. Specifically, when the slurry attached to the surface of the wafer in the polishing step is diluted with pure water in the subsequent rinsing step or post-cleaning step, or when the wafer stands by between the polishing step and the post-cleaning step, etc. When light enters the pn junction, corrosion of the Cu wiring occurs.

【0011】また、Cu配線の腐蝕が発生し易い条件を
本発明者が調査した結果、次のようなことも判明した。
これを図15、図16を参照しながら説明すると、 (1)腐蝕は、光電流値(Isc)に依存するが、外部電
圧値(V)には依存しない(但し、V>0)。
The present inventor has investigated the conditions under which corrosion of the Cu wiring is likely to occur, and as a result, the following has also been found.
This will be described with reference to FIGS. 15 and 16. (1) Corrosion depends on the photocurrent value (Isc) but does not depend on the external voltage value (V) (V> 0).

【0012】(2)光電流値は、pn接合の面積が大き
い程増加し、特に約100μm2 以上の大面積のpn接
合に接続された配線やプラグに腐蝕が発生し易い(白色
光約700ルックス入射時)。
(2) The photocurrent value increases as the area of the pn junction increases, and in particular, corrosion or the like is likely to occur in wirings and plugs connected to the pn junction having a large area of about 100 μm 2 or more (white light of about 700 μm 2). Looks).

【0013】(3)光電流値は、外部抵抗が小さい程増
加する。すなわち、スラリ希釈液の抵抗は、通常pn接
合の拡散抵抗よりは遙かに大きいが、電極間の距離が短
くなって液抵抗が小さくなると、光電流値が増加して腐
蝕が加速されるようになる。
(3) The photocurrent value increases as the external resistance decreases. That is, the resistance of the slurry diluent is usually much larger than the diffusion resistance of the pn junction, but when the distance between the electrodes is short and the liquid resistance is small, the photocurrent value increases and the corrosion is accelerated. become.

【0014】そこで、上記のような配線腐食の発生がウ
エハプロセスの途中で検知できない場合には、ウエハプ
ロセスの最終工程で行われるプローブ検査に至って初め
て腐食の発生が検知されるので、LSIの製造歩留まり
の早期向上が大幅に遅延してしまう。
Therefore, when the occurrence of wiring corrosion as described above cannot be detected in the middle of the wafer process, the occurrence of corrosion is detected only after the probe inspection performed in the final step of the wafer process. Early improvement in yield is greatly delayed.

【0015】本発明の目的は、CMP法を使って形成さ
れるメタル配線やメタルプラグの腐蝕を、ウエハプロセ
スの途中で検知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 detecting corrosion of a metal wiring or a metal plug formed by using a CMP method during a wafer process.

【0016】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.

【0017】[0017]

【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.

【0018】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、以下の工程(a)〜(e)を含んでいる。
The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes the following steps (a) to (e).

【0019】(a)半導体ウエハの主面のチップ領域に
複数の半導体素子を形成し、前記半導体ウエハの主面の
TEG領域にpn接合を形成する工程、(b)前記半導
体ウエハの主面上に絶縁膜を形成した後、前記チップ領
域および前記TEG領域の前記絶縁膜に複数の凹溝を形
成する工程、(c)前記複数の凹溝の内部を含む前記絶
縁膜上にメタル膜を形成する工程、(d)前記メタル膜
を化学的機械研磨法でポリッシングして前記複数の凹溝
の内部に残すことにより、前記チップ領域に、前記複数
の半導体素子と電気的に接続された配線またはプラグを
形成し、前記TEG領域に、前記pn接合の一部を構成
するp型半導体領域と電気的に接続された第1の電極
と、前記pn接合の他の一部を構成するn型半導体領域
と電気的に接続された第2の電極とを形成する工程、
(e)前記TEG領域に形成された前記第1の電極と前
記第2の電極との間の導通状態に基づいて、前記チップ
領域に形成された前記配線または前記プラグの腐食の程
度を判定する工程。
(A) forming a plurality of semiconductor elements in a chip region on the main surface of the semiconductor wafer and forming a pn junction in a TEG region on the main surface of the semiconductor wafer; (b) forming a pn junction on the main surface of the semiconductor wafer; Forming an insulating film in the chip region and forming a plurality of grooves in the insulating film in the TEG region; and (c) forming a metal film on the insulating film including the inside of the plurality of grooves. (D) polishing the metal film by a chemical mechanical polishing method to leave the metal film inside the plurality of concave grooves, thereby forming a wiring or a wire electrically connected to the plurality of semiconductor elements in the chip region. A first electrode electrically connected to a p-type semiconductor region forming part of the pn junction in the TEG region, and an n-type semiconductor forming another part of the pn junction in the TEG region Electrically connected to the area Forming a second electrode,
(E) determining a degree of corrosion of the wiring or the plug formed in the chip region based on a conduction state between the first electrode and the second electrode formed in the TEG region. Process.

【0020】上記した手段によれば、CMP法を使って
形成されるメタル配線やメタルプラグの腐蝕を、ウエハ
プロセスの途中で検知することが可能となるので、LS
Iの製造歩留まりが向上する。
According to the above means, it is possible to detect the corrosion of the metal wiring and metal plug formed by using the CMP method during the wafer process.
The manufacturing yield of I is improved.

【0021】[0021]

【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, the same members are denoted by the same reference numerals, and a repeated description thereof will be omitted.

【0022】本発明の一実施の形態であるMOS−LS
Iの製造方法を図1〜図11を用いて工程順に説明す
る。図1〜図7および図9〜図11の左側部分はTEG
領域を示し、右側部分はチップ領域を示している。
MOS-LS according to an embodiment of the present invention
The method of manufacturing I will be described in the order of steps with reference to FIGS. The left part of FIGS. 1 to 7 and FIGS.
The right part shows the chip area.

【0023】まず、図1に示すように、例えばp型の単
結晶シリコンからなる半導体ウエハ1を用意し、周知の
イオン打ち込みと選択酸化(LOCOS)法とによって
その主面にn型ウエル2およびフィールド酸化膜3を形
成した後、n型ウエル2の表面を熱酸化してゲート酸化
膜5を形成する。なお、半導体ウエハ1の図示しない領
域には、nチャネル型MISFETを形成するためのp
型ウエルが形成されるが、その図示は省略する。
First, as shown in FIG. 1, a semiconductor wafer 1 made of, for example, p-type single crystal silicon is prepared, and an n-type well 2 and a well 2 are formed on its main surface by well-known ion implantation and selective oxidation (LOCOS). After forming field oxide film 3, the surface of n-type well 2 is thermally oxidized to form gate oxide film 5. In a region (not shown) of the semiconductor wafer 1, p for forming an n-channel MISFET is formed.
Although a mold well is formed, its illustration is omitted.

【0024】次に、図2に示すように、n型ウエル2の
ゲート酸化膜5上にゲート電極6を形成した後、このゲ
ート電極6の両側のn型ウエル2にp型不純物(例えば
ホウ素)をイオン打ち込みしてソース、ドレイン(p型
半導体領域7)を形成することにより、pチャネル型M
ISFET(Qp)を形成する。このとき、TEG領域
のn型ウエル2にもp型不純物(例えば)をイオン打ち
込みしてp型半導体領域7を形成する。ゲート電極6
は、例えば半導体ウエハ1上にCVD法で多結晶シリコ
ン膜とWシリサイド膜とを堆積した後、フォトレジスト
膜をマスクにしたドライエッチングでこれらの膜をパタ
ーニングすることにより形成する。
Next, as shown in FIG. 2, after a gate electrode 6 is formed on the gate oxide film 5 of the n-type well 2, p-type impurities (for example, boron) are added to the n-type well 2 on both sides of the gate electrode 6. ) Is ion-implanted to form a source and a drain (p-type semiconductor region 7).
An ISFET (Qp) is formed. At this time, a p-type impurity (for example) is ion-implanted also into the n-type well 2 in the TEG region to form a p-type semiconductor region 7. Gate electrode 6
Is formed, for example, by depositing a polycrystalline silicon film and a W silicide film on the semiconductor wafer 1 by a CVD method, and then patterning these films by dry etching using a photoresist film as a mask.

【0025】一般に、p型半導体領域7に接続されるC
u配線(後述)の腐食は、p型半導体領域7の面積が1
00μm2 程度を越えると顕著に発生するようになり、
p型半導体領域7の面積が増大するにつれて腐食の程度
も大きくなる。そこで、TEG領域のn型ウエル2に形
成するp型半導体領域7の面積は、例えば最小100μ
2 程度〜最大1600μm2 程度の範囲に設定する。
また、好ましくは100、200、400、800、1
600μm2 というように、面積が互いに異なる複数の
p型半導体領域7をTEG領域に形成するとよい。
Generally, C connected to the p-type semiconductor region 7
Corrosion of the u wiring (described later) is caused by the area of the p-type semiconductor
If it exceeds about 00 μm 2 , it will occur remarkably,
As the area of the p-type semiconductor region 7 increases, the degree of corrosion also increases. Therefore, the area of the p-type semiconductor region 7 formed in the n-type well 2 in the TEG region is, for example, at least 100 μm.
It is set in a range from about m 2 to a maximum of about 1600 μm 2 .
Also preferably, 100, 200, 400, 800, 1
A plurality of p-type semiconductor regions 7 having different areas such as 600 μm 2 may be formed in the TEG region.

【0026】次に、図3に示すように、半導体ウエハ1
上にCVD法で酸化シリコン膜8を堆積した後、フォト
レジスト膜をマスクにして酸化シリコン膜8をドライエ
ッチングすることにより、pチャネル型MISFET
(Qp)のソース、ドレイン(n型半導体領域7)の上
部にコンタクトホール9を形成し、TEG領域のn型ウ
エル2の上部とp型半導体領域7の上部とにコンタクト
ホール10を形成する。
Next, as shown in FIG.
After a silicon oxide film 8 is deposited thereon by a CVD method, the silicon oxide film 8 is dry-etched using a photoresist film as a mask, thereby forming a p-channel MISFET.
A contact hole 9 is formed above the source and drain (n-type semiconductor region 7) of (Qp), and a contact hole 10 is formed above the n-type well 2 and the p-type semiconductor region 7 in the TEG region.

【0027】次に、図4に示すように、酸化シリコン膜
8の上部に第1層目の配線11〜15を形成し、次いで
これらの配線11〜15の上部にCVD法で酸化シリコ
ン膜を堆積して第1層目の層間絶縁膜16を形成した
後、フォトレジスト膜をマスクにしたドライエッチング
で層間絶縁膜16にスルーホール22〜25を形成す
る。第1層目の配線11〜15は、例えばコンタクトホ
ール9、10の内部を含む酸化シリコン膜8の上部にC
VD法(またはスパッタリング法)でW膜を堆積した
後、フォトレジスト膜をマスクにしたドライエッチング
でこのW膜をパターニングすることにより形成する。
Next, as shown in FIG. 4, first-layer wirings 11 to 15 are formed on the silicon oxide film 8, and then a silicon oxide film is formed on these wirings 11 to 15 by the CVD method. After the first interlayer insulating film 16 is formed by deposition, through holes 22 to 25 are formed in the interlayer insulating film 16 by dry etching using a photoresist film as a mask. The first layer wirings 11 to 15 are formed, for example, on the silicon oxide film 8 including the insides of the contact holes 9 and 10 by C
After a W film is deposited by a VD method (or a sputtering method), the W film is formed by patterning the W film by dry etching using a photoresist film as a mask.

【0028】次に、図5に示すように、スルーホール2
2〜25の内部にプラグ26を形成し、次いで層間絶縁
膜16の上部にCVD法で酸化シリコン膜21を堆積し
た後、フォトレジスト膜をマスクにしたドライエッチン
グで酸化シリコン膜21に凹溝30〜33を形成する。
プラグ26は、スルーホール22〜25の内部を含む層
間絶縁膜16の上部にCVD法でW膜を堆積した後、こ
のW膜をエッチバック(またはCMP法でポリッシン
グ)することにより形成する。
Next, as shown in FIG.
After a plug 26 is formed inside 2 to 25, a silicon oxide film 21 is deposited on the interlayer insulating film 16 by the CVD method, and a groove 30 is formed in the silicon oxide film 21 by dry etching using a photoresist film as a mask. To 33 are formed.
The plug 26 is formed by depositing a W film on the interlayer insulating film 16 including the insides of the through holes 22 to 25 by a CVD method, and then etching the W film (or polishing by a CMP method).

【0029】次に、図6に示すように、凹溝30〜33
の内部を含む酸化シリコン膜21の上部にスパッタリン
グ法でCu膜35を堆積する。なお、凹溝30〜33の
アスペクト比が大きいために、スパッタリング法ではそ
の内部にCu膜35を十分に埋め込むことが困難な場合
には、Cu膜35を堆積した後、半導体ウエハ1を熱処
理してCu膜35をリフローさせることによって、凹溝
30〜33の内部に流し込むようにしてもよい。あるい
はスパッタ−リフロー法よりもステップカバレージの良
いCVD法や電気メッキ法でCu膜35を成膜してもよ
い。
Next, as shown in FIG.
A Cu film 35 is deposited on the silicon oxide film 21 including the inside by sputtering. When it is difficult to sufficiently bury the Cu film 35 therein by the sputtering method due to the large aspect ratio of the concave grooves 30 to 33, after the Cu film 35 is deposited, the semiconductor wafer 1 is heat-treated. The Cu film 35 may be reflowed so as to flow into the concave grooves 30 to 33. Alternatively, the Cu film 35 may be formed by a CVD method or an electroplating method having better step coverage than the sputtering-reflow method.

【0030】次に、図7に示すように、Cu膜35をC
MP法でポリッシングすることにより、チップ領域の凹
溝30、31の内部に第2層目のCu配線36、37を
形成し、同時にTEG領域の凹溝32、33の内部に第
1Cu電極38、第2Cu電極39を形成する。
Next, as shown in FIG.
By polishing by the MP method, Cu wirings 36 and 37 of the second layer are formed inside the concave grooves 30 and 31 in the chip region, and at the same time, the first Cu electrode 38 is formed inside the concave grooves 32 and 33 in the TEG region. A second Cu electrode 39 is formed.

【0031】TEG領域のp型半導体領域7に接続され
た第1Cu電極38は、その面積が小さいほど腐食によ
る体積変化の割合が大きい。すなわち、第1Cu電極3
8は、その面積が小さいほど腐食に対する感度が大きく
なる。従って、第1Cu電極38の面積は、配線レイア
ウトルールの最小パターンの面積またはそれに近い面積
とすることが望ましい。具体的には、配線幅0.3μmル
ールの場合、0.3×0.3=0.09μm2 または0.3×0.
6=0.18μm2 、配線幅0.5μmルールの場合、0.5
×0.5=0.25μm2 または0.5×1.0=0.50μ
2 、配線幅1.0μmルールの場合、1.0×1.0=1.0
μm2 または1.0×2.0=2.0μm2 とする。一方、T
EG領域のn型ウエル2に接続された第2Cu電極39
は、上記ポリッシング工程で半導体ウエハ1の表面に付
着したスラリが、その後のリンス工程や後洗浄工程にお
いて純水で希釈されたときなどの液抵抗(第1Cu電極
38との間の液抵抗)を小さくするために、その面積を
第1Cu電極38に比べて大きく(例えば30μm2
上)する。
The smaller the area of the first Cu electrode 38 connected to the p-type semiconductor region 7 in the TEG region, the greater the rate of volume change due to corrosion. That is, the first Cu electrode 3
8 has a higher sensitivity to corrosion as its area is smaller. Therefore, it is desirable that the area of the first Cu electrode 38 be the area of the minimum pattern of the wiring layout rule or an area close thereto. More specifically, in the case of the 0.3 μm wiring width rule, 0.3 × 0.3 = 0.09 μm 2 or 0.3 × 0.3.
6 = 0.18 μm 2 , 0.5 μm in the case of 0.5 μm wiring width rule
× 0.5 = 0.25 μm 2 or 0.5 × 1.0 = 0.50 μ
In the case of the rule of m 2 and the wiring width of 1.0 μm, 1.0 × 1.0 = 1.0
μm 2 or 1.0 × 2.0 = 2.0 μm 2 . On the other hand, T
Second Cu electrode 39 connected to n-type well 2 in the EG region
Means that the liquid resistance (liquid resistance between the first Cu electrode 38) and the like when the slurry adhered to the surface of the semiconductor wafer 1 in the polishing step is diluted with pure water in the subsequent rinsing step or post-cleaning step. In order to reduce the size, the area is made larger (for example, 30 μm 2 or more) than the first Cu electrode 38.

【0032】また、TEG領域のn型ウエル2に接続さ
れた第1Cu電極38とp型半導体領域7に接続された
第2Cu電極39との間に流れる光電流値は、両電極間
の距離が短いほど大きい。すなわち、第1Cu電極38
と第2Cu電極39との距離が短いほど腐食に対する感
度は大きくなる。従って、第1Cu電極38と第2Cu
電極39とは、可能な限り近接して配置(例えば5〜1
20μm程度)することが望ましい。
The value of the photocurrent flowing between the first Cu electrode 38 connected to the n-type well 2 in the TEG region and the second Cu electrode 39 connected to the p-type semiconductor region 7 depends on the distance between the two electrodes. Shorter is greater. That is, the first Cu electrode 38
The shorter the distance between the electrode and the second Cu electrode 39, the greater the sensitivity to corrosion. Therefore, the first Cu electrode 38 and the second Cu
The electrode 39 is arranged as close as possible (for example, 5 to 1).
(Approximately 20 μm).

【0033】また、pn接合に照射される光の量が変化
すると、それにつれて光電流値も変化する。従って、チ
ップ領域のp型半導体領域7の上部が第1層目の配線
(11〜13)などによって覆われているような場合に
は、TEG領域のp型半導体領域7の上部も第1層目の
配線(14)で覆い、p型半導体領域7に照射される光
の量をチップ領域とTEG領域とで同程度にしてやるこ
とが望ましい。
When the amount of light applied to the pn junction changes, the photocurrent value changes accordingly. Therefore, when the upper portion of the p-type semiconductor region 7 in the chip region is covered with the first-layer wirings (11 to 13) and the like, the upper portion of the p-type semiconductor region 7 in the TEG region is also in the first layer. It is desirable to cover with the eye wiring (14) and make the amount of light irradiated to the p-type semiconductor region 7 approximately equal between the chip region and the TEG region.

【0034】図8は、上記第2層目のCu配線36、3
7、第1Cu電極38および第2Cu電極39の形成に
用いるCMP装置の概略図である。図示のように、この
CMP装置は、上部が開口された筐体101を有してお
り、この筐体101に回転自在に取り付けられた回転軸
102の上端部にはモータ103によって回転駆動され
る研磨盤(プラテン)104が取り付けられている。こ
の研磨盤104の表面には、多数の気孔を有する合成樹
脂を均一に貼り付けて形成した研磨パッド105が取り
付けられている。
FIG. 8 shows the Cu wirings 36, 3 in the second layer.
7 is a schematic diagram of a CMP apparatus used for forming a first Cu electrode 38 and a second Cu electrode 39. FIG. As shown in the figure, the CMP apparatus has a housing 101 having an open top, and the upper end of a rotating shaft 102 rotatably attached to the housing 101 is rotationally driven by a motor 103. A polishing machine (platen) 104 is attached. A polishing pad 105 formed by uniformly attaching a synthetic resin having a large number of pores is attached to the surface of the polishing board 104.

【0035】また、このCMP装置は、半導体ウエハ1
を保持するためのウエハキャリア106を備えている。
ウエハキャリア106を取り付けた駆動軸107は、ウ
エハキャリア106と一体となってモータ(図示せず)
により回転駆動され、かつ研磨盤104の上方で上下動
されるようになっている。
Further, the CMP apparatus is used for the semiconductor wafer 1
And a wafer carrier 106 for holding the wafer.
A drive shaft 107 to which the wafer carrier 106 is attached is integrated with the wafer carrier 106 to form a motor (not shown).
, And is moved up and down above the polishing plate 104.

【0036】半導体ウエハ1は、ウエハキャリア106
に設けられた真空吸着機構(図示せず)により、その主
面すなわち被研磨面を下向きとしてウエハキャリア10
6に保持される。ウエハキャリア106の下端部には、
半導体ウエハ1が収容される凹部106aが形成されて
おり、この凹部106a内に半導体ウエハ1を収容する
と、その被研磨面がウエハキャリア106の下端面とほ
ぼ同一かあるいは僅かに突出した状態となる。
The semiconductor wafer 1 is placed in a wafer carrier 106
The main surface, that is, the surface to be polished is turned downward by a vacuum suction mechanism (not shown) provided in the wafer carrier 10.
6 is held. At the lower end of the wafer carrier 106,
A concave portion 106a for accommodating the semiconductor wafer 1 is formed. When the semiconductor wafer 1 is accommodated in the concave portion 106a, the polished surface is substantially the same as or slightly protrudes from the lower end surface of the wafer carrier 106. .

【0037】研磨盤104の上方には、研磨パッド10
5の表面と半導体ウエハ1の被研磨面との間にスラリ
(S)を供給するためのスラリ供給管108が設けられ
ており、その下端から供給されるスラリ(S)によって
半導体ウエハ1の被研磨面が化学的に研磨される。
Above the polishing plate 104, a polishing pad 10
A slurry supply pipe 108 for supplying a slurry (S) is provided between the surface of the semiconductor wafer 1 and the surface of the semiconductor wafer 1 to be polished, and the slurry (S) supplied from the lower end of the slurry supply pipe 108 supplies the slurry (S). The polishing surface is chemically polished.

【0038】また、このCMP装置は、研磨パッド10
5の表面を整形(ドレッシング)するための工具である
ドレッサ109を備えている。このドレッサ109は、
研磨盤104の上方で上下動する駆動軸110の下端部
に取り付けられ、モータ(図示せず)により回転駆動さ
れるようになっている。
Further, the CMP apparatus has a polishing pad 10
5 is provided with a dresser 109 which is a tool for shaping (dressing) the surface. This dresser 109
It is attached to the lower end of a drive shaft 110 that moves up and down above the polishing plate 104 and is driven to rotate by a motor (not shown).

【0039】ドレッシングは、何枚かの半導体基ウエハ
1の研磨作業が終了した後、または1枚の半導体ウエハ
1の研磨作業が終了する毎に行われる。あるいは研磨と
同時にドレッシングを行うようにしてもよい。例えば半
導体ウエハ1がウエハキャリア106によって研磨パッ
ド105に押し付けられ、所定の時間研磨が行われる
と、ウエハキャリア106が上方に退避移動される。次
いで、ドレッサ109が下降移動して研磨パッド105
に押し付けられ、その表面が所定の時間ドレッシングさ
れた後、ドレッサ109が上方に退避移動される。引き
続いて他の半導体ウエハ1がウエハキャリア106に取
り付けられ、上記の研磨工程が繰り返される。このよう
にして所定枚数の半導体ウエハ1が研磨された後、研磨
盤104の回転が停止されることによって研磨作業が終
了する。
The dressing is performed after the polishing operation of several semiconductor base wafers 1 is completed or every time the polishing operation of one semiconductor wafer 1 is completed. Alternatively, dressing may be performed simultaneously with polishing. For example, when the semiconductor wafer 1 is pressed against the polishing pad 105 by the wafer carrier 106 and is polished for a predetermined time, the wafer carrier 106 is retracted upward. Next, the dresser 109 moves downward to move the polishing pad 105.
After the surface is dressed for a predetermined time, the dresser 109 is retracted upward. Subsequently, another semiconductor wafer 1 is mounted on the wafer carrier 106, and the above-described polishing step is repeated. After the predetermined number of semiconductor wafers 1 have been polished in this way, the polishing operation is completed by stopping the rotation of the polishing plate 104.

【0040】次に、図9に示すように、第2層目のCu
配線36、37、第1Cu電極38および第2Cu電極
39の上部にCVD法で酸化シリコン膜を堆積して第2
層目の層間絶縁膜40を形成し、次いでフォトレジスト
膜をマスクにしたドライエッチングで層間絶縁膜40に
スルーホール41〜44を形成した後、スルーホール4
1〜44の内部にW膜からなるプラグ45を埋め込む。
続いて、層間絶縁膜40の上部にCVD法で酸化シリコ
ン膜46を堆積した後、酸化シリコン膜46に形成した
凹溝47〜50の内部に第3層目のCu配線51、52
およびパッド53、54を形成する。プラグ45、第3
層目のCu配線51、52およびパッド53、54は、
それぞれ前記プラグ26および第2層目のCu配線3
6、37と同様の方法で形成する。図10は、TEG領
域に形成されたパッド53、54、第1Cu電極38お
よび第2Cu電極39のレイアウトを示す平面図であ
る。
Next, as shown in FIG.
A silicon oxide film is deposited on the wirings 36 and 37, the first Cu electrode 38, and the second Cu
A first interlayer insulating film 40 is formed, and then through holes 41 to 44 are formed in the interlayer insulating film 40 by dry etching using a photoresist film as a mask.
A plug 45 made of a W film is buried in each of 1 to 44.
Subsequently, after depositing a silicon oxide film 46 on the interlayer insulating film 40 by the CVD method, the third-layer Cu wirings 51 and 52 are formed inside the concave grooves 47 to 50 formed in the silicon oxide film 46.
And pads 53 and 54 are formed. Plug 45, third
Cu wirings 51 and 52 and pads 53 and 54 of the layer are
The plug 26 and the Cu wiring 3 of the second layer, respectively.
It is formed by a method similar to that of 6, 37. FIG. 10 is a plan view showing a layout of the pads 53 and 54, the first Cu electrode 38, and the second Cu electrode 39 formed in the TEG region.

【0041】その後、図11に示すように、TEG領域
に形成されたパッド53、54にプローブ55を当てて
導通状態を測定する。このとき、チップ領域に形成され
た第2層目のCu配線36、37に腐食が発生している
場合には、TEG領域に形成された第1Cu電極38に
も腐食が発生しているので、パッド53、54間がオー
プン(非導通)となる。また、第1Cu電極38が腐食
によって完全に消失していない場合でも、正常な場合と
比較した抵抗値の増大によって腐食の程度を判定するこ
とができる。
Thereafter, as shown in FIG. 11, a probe 55 is applied to the pads 53 and 54 formed in the TEG region to measure the conduction state. At this time, if the second-layer Cu wirings 36 and 37 formed in the chip region are corroded, the first Cu electrode 38 formed in the TEG region is also corroded. The pads 53 and 54 are open (non-conductive). Further, even when the first Cu electrode 38 has not completely disappeared due to corrosion, the degree of corrosion can be determined by an increase in resistance value as compared with a normal case.

【0042】このように、本実施の形態によれば、CM
P法を使って形成されるCu配線36、37の腐蝕を、
ウエハプロセスの途中で検知することができるので、配
線腐食が生じた半導体ウエハ1をウエハプロセスの途中
で抜き取ることが可能となり、Cu配線を使ったLSI
の製造歩留まりを早期に向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the CM
The corrosion of the Cu wirings 36 and 37 formed by using the P method
Since detection can be performed in the middle of the wafer process, it is possible to extract the semiconductor wafer 1 in which the wiring corrosion has occurred in the middle of the wafer process.
Can be improved at an early stage.

【0043】また、配線層が多数(例えば4層以上)あ
る場合には、TEG領域の第1Cu電極38および第2
Cu電極39を配線層毎に形成し、チップ領域の配線層
にCu配線を形成する毎に、第1Cu電極38と第2C
u電極39との間の導通状態を測定することで、どのC
MP工程で腐食が発生するかを特定することが可能とな
るので、プロセスの改善および安定化を図ることができ
る。
When there are many (for example, four or more) wiring layers, the first Cu electrode 38 and the second
A Cu electrode 39 is formed for each wiring layer, and a first Cu electrode 38 and a second C
By measuring the continuity state with the u electrode 39,
Since it is possible to specify whether corrosion occurs in the MP process, it is possible to improve and stabilize the process.

【0044】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.

【0045】配線の腐食を検知する電極を配置する領域
は、TEG領域に限定されるものではなく、チップ領域
の内部に電極を配置するスペースがある場合にはそこに
配置してもよい。
The region where the electrode for detecting the corrosion of the wiring is disposed is not limited to the TEG region. If there is a space for disposing the electrode inside the chip region, it may be disposed there.

【0046】本発明は、絶縁膜に形成した凹溝とスルー
ホールとに同時にCu膜を埋め込んでCu配線とCuプ
ラグとを同時に形成する、いわゆるデュアルダマシンプ
ロセスにも適用することができる。また、Cu以外のメ
タル材料で配線やプラグを形成する場合にも適用するこ
とができる。
The present invention can also be applied to a so-called dual damascene process in which a Cu film is simultaneously buried in a concave groove and a through hole formed in an insulating film to simultaneously form a Cu wiring and a Cu plug. Further, the present invention can be applied to a case where a wiring or a plug is formed of a metal material other than Cu.

【0047】[0047]

【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.

【0048】本発明によれば、CMP法を使って形成さ
れるメタル配線やメタルプラグの腐蝕をウエハプロセス
の途中で検知することができる。すなわち、どのCMP
工程で腐蝕が発生するかを検知することができ、この情
報を不良解析に役立てることができるので、特にCuの
ような腐食し易いメタル材料を使って配線やプラグを形
成する高速LSIの信頼性および製造歩留まりを向上さ
せることができる。
According to the present invention, corrosion of a metal wiring or a metal plug formed by using the CMP method can be detected during the wafer process. That is, which CMP
It is possible to detect whether or not corrosion occurs in the process, and this information can be used for failure analysis. In particular, the reliability of high-speed LSIs that form wiring and plugs using corrosive metal materials such as Cu In addition, the production yield can be improved.

【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MOS−LSIの
製造方法を示す半導体ウエハの要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor wafer showing a method for manufacturing a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態であるMOS−LSIの
製造方法を示す半導体ウエハの要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor wafer showing a method for manufacturing a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention;

【図3】本発明の一実施の形態であるMOS−LSIの
製造方法を示す半導体ウエハの要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor wafer showing a method for manufacturing a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention;

【図4】本発明の一実施の形態であるMOS−LSIの
製造方法を示す半導体ウエハの要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor wafer showing a method for manufacturing a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention;

【図5】本発明の一実施の形態であるMOS−LSIの
製造方法を示す半導体ウエハの要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor wafer showing a method for manufacturing a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention;

【図6】本発明の一実施の形態であるMOS−LSIの
製造方法を示す半導体ウエハの要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor wafer showing a method for manufacturing a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention;

【図7】本発明の一実施の形態であるMOS−LSIの
製造方法を示す半導体ウエハの要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor wafer showing a method for manufacturing a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention;

【図8】本発明の一実施の形態であるMOS−LSIの
製造に用いるCMP装置の概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram of a CMP apparatus used for manufacturing a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施の形態であるMOS−LSIの
製造方法を示す半導体ウエハの要部断面図である。
FIG. 9 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor wafer showing a method for manufacturing a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention;

【図10】本発明の一実施の形態であるMOS−LSI
のTEG領域に形成されたパッド、第1Cu電極および
第2Cu電極のレイアウトを示す平面図である。
FIG. 10 shows a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a layout of pads, first Cu electrodes, and second Cu electrodes formed in a TEG region of FIG.

【図11】本発明の一実施の形態であるMOS−LSI
の製造方法を示す半導体ウエハの要部断面図である。
FIG. 11 is a MOS-LSI according to an embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor wafer, illustrating a method for manufacturing the same.

【図12】(a)は、pn接合の起電力発生機構を示す
モデル図、(b)は、pn接合の光照射時と暗時のI−
V特性を示すグラフである。
12A is a model diagram showing a mechanism of generating an electromotive force of a pn junction, and FIG.
5 is a graph showing V characteristics.

【図13】Cu配線の腐蝕発生機構を示すモデル図であ
る。
FIG. 13 is a model diagram showing a corrosion generation mechanism of a Cu wiring.

【図14】電圧印加時におけるスラリ濃度(%)とCu
のエッチング(溶出)速度との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 14 shows slurry concentration (%) and Cu
4 is a graph showing a relationship between the etching (elution) rate and the etching speed.

【図15】pn接合面積および開放電圧と腐食との相関
を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing a correlation between pn junction area and open circuit voltage and corrosion.

【図16】pn接合面積および短絡電流と腐食との相関
を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing a correlation between a pn junction area, a short-circuit current, and corrosion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体ウエハ 2 n型ウエル 3 フィールド酸化膜 5 ゲート酸化膜 6 ゲート電極 7 p型半導体領域(ソース、ドレイン) 8 酸化シリコン膜 9、10 コンタクトホール 11〜15 第1層目の配線 16 第1層目の層間絶縁膜 21 酸化シリコン膜 22〜25 スルーホール 26 プラグ 30〜33 凹溝 35 Cu膜 36、37 第2層目のCu配線 38 第1Cu電極 39 第2Cu電極 40 第2層目の層間絶縁膜 41〜44 スルーホール 45 プラグ 46 酸化シリコン膜 47〜50 凹溝 51、52 第3層目のCu配線 53、54 パッド 55 プローブ 101 筐体 102 回転軸 103 モータ 104 研磨盤(プラテン) 105 研磨パッド 106 ウエハキャリア 106a 凹部 107 駆動軸 108 スラリ供給管 109 ドレッサ 110 駆動軸 S スラリ Qp pチャネル型MISFET R 終端抵抗素子 Reference Signs List 1 semiconductor wafer 2 n-type well 3 field oxide film 5 gate oxide film 6 gate electrode 7 p-type semiconductor region (source, drain) 8 silicon oxide film 9, 10 contact hole 11 to 15 first layer wiring 16 first layer Second interlayer insulating film 21 Silicon oxide film 22-25 Through hole 26 Plug 30-33 Groove 35 Cu film 36, 37 Cu wiring of second layer 38 First Cu electrode 39 Second Cu electrode 40 Second layer interlayer insulation Films 41 to 44 Through holes 45 Plugs 46 Silicon oxide films 47 to 50 Concave grooves 51, 52 Third-level Cu wiring 53, 54 Pads 55 Probes 101 Housing 102 Rotating shaft 103 Motor 104 Polishing machine (platen) 105 Polishing pad 106 wafer carrier 106a recess 107 drive shaft 108 slurry supply pipe 109 drain Sa 110 drive shaft S slurry Qp p-channel type MISFET R terminator resistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野並 秀顕 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 大橋 直史 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 大和田 伸郎 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 本間 喜夫 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 日野出 憲治 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 菊池 俊之 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 4M106 AA07 AA11 AB15 AB17 AD01 AD09 BA01 CA10 CA56 5F033 AA02 AA05 AA13 BA15 BA17 CA11 DA04 DA15 DA34 EA02 EA23  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hideaki Nonami 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Naofumi Ohashi 6--16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Hitachi, Ltd. Device Development Center (72) Inventor Nobuo Owada 6-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Hitachi, Ltd. Device Development Center (72) Inventor Yoshio Honma 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Address: Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Kenji Hino, Inventor 1-280 Higashi Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo (72) Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Toshiyuki Kikuchi 6-16, Shinmachi, Omachi, Tokyo F-ter in Hitachi, Ltd. Device Development Center (Reference) 4M106 AA07 AA11 AB15 AB17 AD01 AD09 BA01 CA10 CA56 5F033 AA02 AA05 AA13 BA15 BA17 CA11 DA04 DA15 DA34 EA02 EA23

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の工程を含むことを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法; (a)半導体ウエハの主面のチップ領域に複数の半導体
素子を形成し、前記半導体ウエハの主面のTEG領域に
pn接合を形成する工程、(b)前記半導体ウエハの主
面上に絶縁膜を形成した後、前記チップ領域および前記
TEG領域の前記絶縁膜に複数の凹溝を形成する工程、
(c)前記複数の凹溝の内部を含む前記絶縁膜上にメタ
ル膜を形成する工程、(d)前記メタル膜を化学的機械
研磨法でポリッシングして前記複数の凹溝の内部に残す
ことにより、前記チップ領域に、前記複数の半導体素子
と電気的に接続された配線またはプラグを形成し、前記
TEG領域に、前記pn接合の一部を構成するp型半導
体領域と電気的に接続された第1の電極と、前記pn接
合の他の一部を構成するn型半導体領域と電気的に接続
された第2の電極とを形成する工程、(e)前記TEG
領域に形成された前記第1の電極と前記第2の電極との
間の導通状態に基づいて、前記チップ領域に形成された
前記配線または前記プラグの腐食の程度を判定する工
程。
1. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the steps of: (a) forming a plurality of semiconductor elements in a chip region on a main surface of a semiconductor wafer; Forming a pn junction in a TEG region, (b) forming an insulating film on the main surface of the semiconductor wafer, and then forming a plurality of grooves in the insulating film in the chip region and the TEG region;
(C) forming a metal film on the insulating film including the inside of the plurality of grooves; (d) polishing the metal film by a chemical mechanical polishing method to leave the inside of the plurality of grooves. Accordingly, a wiring or a plug electrically connected to the plurality of semiconductor elements is formed in the chip region, and the peg-type semiconductor region constituting a part of the pn junction is electrically connected to the TEG region. Forming a first electrode, and a second electrode electrically connected to an n-type semiconductor region forming another part of the pn junction, (e) forming the TEG.
A step of determining a degree of corrosion of the wiring or the plug formed in the chip region based on a conduction state between the first electrode and the second electrode formed in the region.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記メタル膜は、少なくとも銅を含ん
でいることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
2. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said metal film contains at least copper.
【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記p型半導体領域と電気的に接続さ
れた前記第1の電極の面積を、前記n型半導体領域と電
気的に接続された前記第2の電極の面積よりも小さくす
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an area of said first electrode electrically connected to said p-type semiconductor region is electrically connected to said n-type semiconductor region. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the area is smaller than the area of the second electrode connected to the semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記TEG領域に、面積が互いに異な
る複数の前記pn接合を形成することを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a plurality of said pn junctions having different areas are formed in said TEG region. .
【請求項5】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記TEG領域に形成された前記第1
の電極と前記第2の電極とを互いに近接して配置するこ
とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said first integrated circuit device is formed in said TEG region.
And disposing the second electrode and the second electrode in close proximity to each other.
【請求項6】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記配線または前記プラグと、前記第
1の電極および前記第2の電極とを複数の配線層に形成
し、それぞれの配線層に前記配線または前記プラグを形
成する毎に、前記第1の電極と前記第2の電極との間の
導通状態を測定することを特徴とする半導体集積回路装
置の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said wiring or said plug, said first electrode and said second electrode are formed in a plurality of wiring layers, and A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: measuring a conduction state between the first electrode and the second electrode each time the wiring or the plug is formed in the wiring layer.
【請求項7】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記配線または前記プラグは、前記半
導体素子の一部を構成するp型半導体領域と電気的に接
続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。
7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the wiring or the plug is electrically connected to a p-type semiconductor region forming a part of the semiconductor element. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
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