JP2000331970A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、絶縁膜などをCMP(chemical mec
hanical polishing 、化学機械研磨)法を使用して研磨
する工程の後に、表面加工変質膜を除去できて、高性能
でしかも高信頼度の半導体装置が製造できる半導体装置
の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device by using a CMP (chemical mech
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method capable of manufacturing a high-performance and high-reliability semiconductor device by removing a surface-processed deteriorated film after a polishing step using a hanical polishing (chemical mechanical polishing) method.
【0002】[0002]
【従来の技術】本発明者は、半導体装置の製造方法に使
用されているCMP処理技術について検討した。以下
は、本発明者によって検討された技術であり、その概要
は次のとおりである。2. Description of the Related Art The present inventors have studied a CMP processing technique used in a method of manufacturing a semiconductor device. The following is a technique studied by the present inventors, and the outline is as follows.
【0003】すなわち、LSI(Large Scale Integrat
ed Circuit)などの半導体装置の製造方法として、絶縁
膜などをCMP法を使用して研磨する工程が行われてい
る。That is, LSI (Large Scale Integrat)
As a method of manufacturing a semiconductor device such as an ed circuit, a process of polishing an insulating film or the like by using a CMP method is performed.
【0004】この場合、CMP法を使用した半導体装置
の製造工程として、半導体基板の上に酸化シリコン膜な
どからなる絶縁膜を堆積した後、CMP法を使用して、
不要な領域の絶縁膜を研磨して、平坦化された絶縁膜の
パターンを形成する工程が行われている。なお、本明細
書において、絶縁膜などの膜を絶縁層などの層と称して
もよく、絶縁層などの層を絶縁膜などの膜と称してもよ
い。In this case, as a manufacturing process of a semiconductor device using the CMP method, an insulating film made of a silicon oxide film or the like is deposited on a semiconductor substrate, and then the CMP method is used.
2. Description of the Related Art A step of polishing an insulating film in an unnecessary region to form a flattened insulating film pattern is performed. Note that in this specification, a film such as an insulating film may be referred to as a layer such as an insulating layer, and a layer such as an insulating layer may be referred to as a film such as an insulating film.
【0005】また、CMP法を使用した半導体装置の製
造工程として、半導体装置の配線構造における配線層を
堆積し、CMP法を使用して、不要な領域の配線層を研
磨して、平坦化された配線層のパターンを形成する工程
がある。In a semiconductor device manufacturing process using the CMP method, a wiring layer in a wiring structure of the semiconductor device is deposited, and an unnecessary region of the wiring layer is polished and planarized using the CMP method. And forming a wiring layer pattern.
【0006】なお、CMP処理技術やCMP装置につい
て記載されている文献としては、例えば1996年5月
1日、工業調査会発行の「電子材料1996年5月号」
p28〜p32に記載されているものがある。As a document describing a CMP processing technology and a CMP apparatus, for example, “Electronic Materials May 1996” issued by the Industrial Research Council on May 1, 1996.
There are those described on pages 28 to 32.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したC
MP法が使用されている半導体装置の製造工程におい
て、絶縁膜が、CMPによって形成される表面加工変質
膜が原因となり、配線層との界面における密着性が低下
し、界面での剥離現象が起きやすくなって、信頼性が低
下するという問題点が発生している。However, the above-mentioned C
In the manufacturing process of a semiconductor device using the MP method, an insulating film is caused by a surface-processed deteriorated film formed by CMP, causing a decrease in adhesion at an interface with a wiring layer, and a peeling phenomenon at the interface. However, there is a problem that reliability is reduced.
【0008】また、前述したCMP法が使用されている
半導体装置の製造工程において、絶縁膜が、CMPおよ
びCMP後洗浄によってラフネス(表面ラフネス)が著
しく増加することによって、表面吸着サイトの増加に伴
い、コンタミ膜(表面コンタミ層)が形成されるという
問題点が発生していることを、本発明者が明らかにし
た。In the process of manufacturing a semiconductor device using the above-mentioned CMP method, the roughness of the insulating film (surface roughness) is significantly increased by CMP and post-CMP cleaning. The present inventors have clarified that a problem that a contamination film (surface contamination layer) is formed has occurred.
【0009】本発明の目的は、絶縁膜などをCMP法を
使用して研磨する工程の後に、表面加工変質膜を除去で
きて、高性能でしかも高信頼度の半導体装置が製造でき
る半導体装置の製造方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of manufacturing a high-performance and highly-reliable semiconductor device by removing a surface-processed deteriorated film after a step of polishing an insulating film or the like by using a CMP method. It is to provide a manufacturing method.
【0010】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.
【0011】[0011]
【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、
以下のとおりである。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.
【0012】すなわち、本発明の半導体装置の製造方法
は、膜または層を形成した後に、CMP法を使用して、
不要な領域の前記膜または前記層を研磨する工程の後
に、スパッタエッチング法を使用して、前記膜または前
記層の表面加工変質膜を取り除く工程を有するものであ
る。That is, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, after a film or a layer is formed,
After the step of polishing the film or the layer in the unnecessary region, the method further includes a step of removing the surface-processed film of the film or the layer by using a sputter etching method.
【0013】[0013]
【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機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0014】図1〜図12は、本発明の一実施の形態で
ある半導体装置の製造工程を示す概略断面図である。本
実施の形態の半導体装置の製造方法の特徴は、膜または
層を形成した後に、CMP法を使用して、不要な領域の
膜または層を研磨する工程の後に、スパッタエッチング
法を使用して、膜または層の表面加工変質膜を取り除く
工程を有することであり、それ以外の半導体装置の態様
および半導体装置の製造方法は、種々の態様を適用する
ことができる。同図を用いて、本実施の形態の半導体装
置の製造方法を具体的に説明する。FIGS. 1 to 12 are schematic sectional views showing steps of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The feature of the method for manufacturing a semiconductor device of this embodiment is that, after forming a film or a layer, using a CMP method, and polishing a film or a layer in an unnecessary region using a sputter etching method. And a step of removing a surface-processed film of a film or a layer. Various other embodiments can be applied to other aspects of the semiconductor device and the method of manufacturing the semiconductor device. The method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be specifically described with reference to FIG.
【0015】まず、図1に示すように、例えば単結晶シ
リコンからなるp型の半導体基板(基板)1を用意し、
先行技術などの種々の技術を使用して、MOSFETを
形成する。First, as shown in FIG. 1, a p-type semiconductor substrate (substrate) 1 made of, for example, single crystal silicon is prepared.
Various techniques, such as the prior art, are used to form MOSFETs.
【0016】すなわち、例えばp型の単結晶シリコンか
らなる半導体基板1を用意し、その半導体基板1の表面
の選択的な領域に、酸化シリコン膜などからなる素子分
離用絶縁膜2を形成する。That is, a semiconductor substrate 1 made of, for example, p-type single crystal silicon is prepared, and an isolation insulating film 2 made of a silicon oxide film or the like is formed in a selective region on the surface of the semiconductor substrate 1.
【0017】次に、半導体基板1の表面に例えば酸化シ
リコン膜などからなるゲート絶縁膜3を形成した後、そ
の上にゲート電極4としての例えば不純物としてリン
(P)が含まれている多結晶シリコン膜を堆積し、その
上に例えば酸化シリコン膜からなる絶縁膜5を形成した
後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを使用し
て、絶縁膜5とゲート電極4とゲート絶縁膜3とのパタ
ーンを形成する。Next, after a gate insulating film 3 made of, for example, a silicon oxide film or the like is formed on the surface of the semiconductor substrate 1, a polycrystal containing, for example, phosphorus (P) as an impurity as a gate electrode 4 thereon is formed. After a silicon film is deposited and an insulating film 5 made of, for example, a silicon oxide film is formed thereon, a pattern of the insulating film 5, the gate electrode 4, and the gate insulating film 3 is formed by using a lithography technique and a selective etching technique. To form
【0018】その後、半導体基板1の上に、CVD(Ch
emical Vapor Deposition )法を使用して、酸化シリコ
ン膜を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング
技術とを使用して、ゲート電極4の側壁にサイドウォー
ルスペーサ6を形成する。After that, the CVD (Ch
After a silicon oxide film is formed by using an emical vapor deposition method, a sidewall spacer 6 is formed on the side wall of the gate electrode 4 by using a lithography technique and a selective etching technique.
【0019】その後、ゲート電極4などからなるゲート
領域をマスクとして、イオン注入法を使用して、例えば
リンなどのn型の不純物を半導体基板1にイオン注入
(イオン打ち込み)した後、熱拡散処理を行って、MO
SFETのソースおよびドレインとなるn型の半導体領
域7を形成する。Thereafter, an n-type impurity such as phosphorus is ion-implanted (ion-implanted) into the semiconductor substrate 1 by ion implantation using the gate region including the gate electrode 4 as a mask, and then subjected to a thermal diffusion process. Go to MO
An n-type semiconductor region 7 serving as a source and a drain of the SFET is formed.
【0020】次に、図2〜図12を用いて、本実施の形
態の半導体装置の製造方法の特徴である製造工程を説明
する。Next, a manufacturing process which is a feature of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
【0021】まず、半導体基板1の上に、絶縁膜(膜ま
たは層)8を形成する作業を行う(図2)。First, an operation of forming an insulating film (film or layer) 8 on the semiconductor substrate 1 is performed (FIG. 2).
【0022】この場合、絶縁膜8は、酸化シリコン(S
iO2 )膜としており、半導体基板1の上に、CVD法
またはスパッタリング法などを使用して、大きい膜厚を
もって形成する工程を行っている。In this case, the insulating film 8 is made of silicon oxide (S
An iO 2 ) film is formed on the semiconductor substrate 1 by using a CVD method or a sputtering method with a large thickness.
【0023】その後、CMP法を使用して、不要な領域
の絶縁膜8を研磨して、不要な領域の絶縁膜8を取り除
く作業を行う。次に、CMP後洗浄の工程を行う(図
3)。なお、設計仕様に応じて、CMP後洗浄を行わな
い態様とすることができる。Thereafter, the insulating film 8 in the unnecessary area is polished by using the CMP method to remove the insulating film 8 in the unnecessary area. Next, a post-CMP cleaning step is performed (FIG. 3). In addition, according to the design specification, a mode in which post-CMP cleaning is not performed can be adopted.
【0024】この場合、図3に示すように、CMP法を
使用して、不要な領域の絶縁膜8を研磨する工程によっ
て、例えば酸化シリコン膜からなる絶縁膜8の表面に、
汚染膜であるコンタミ膜と表面粗さ状態(凹凸面を備え
ている状態)のラフネスとを有する表面加工変質膜8a
が形成される。In this case, as shown in FIG. 3, the surface of the insulating film 8 made of, for example, a silicon oxide film is removed by polishing the insulating film 8 in an unnecessary region by using a CMP method.
Surface-processed deteriorated film 8a having a contamination film as a contamination film and a roughness in a surface roughness state (a state having an uneven surface).
Is formed.
【0025】次に、スパッタエッチング法を使用して、
絶縁膜8の表面加工変質膜8aを取り除く工程を行う
(図4)。Next, using the sputter etching method,
A step of removing the surface processing deteriorated film 8a of the insulating film 8 is performed (FIG. 4).
【0026】この場合、本発明者の検討の結果、スパッ
タエッチング法は、アルゴン(Ar)またはヘリウム
(He)を備えているガスを使用したスパッタエッチン
グ法とされている。また、他の態様のスパッタエッチン
グ法として、不活性ガスまたは希ガスを備えているガス
を使用したスパッタエッチング法を適用することができ
る。In this case, as a result of the study of the present inventors, the sputter etching method is a sputter etching method using a gas containing argon (Ar) or helium (He). Further, as another mode of the sputter etching method, a sputter etching method using a gas including an inert gas or a rare gas can be applied.
【0027】さらに、絶縁膜8の表面加工変質膜8aを
取り除く工程は、15〜20nmをエッチングする工程
とされている。Further, the step of removing the surface processed deteriorated film 8a of the insulating film 8 is a step of etching 15 to 20 nm.
【0028】次に、リソグラフィ技術と選択エッチング
技術とを使用して、絶縁膜8にスルーホール(接続孔)
9を形成する工程を行う(図5)。Next, through holes (connection holes) are formed in the insulating film 8 by using a lithography technique and a selective etching technique.
9 is performed (FIG. 5).
【0029】次に、半導体基板1の上に、プラグを形成
するための導電層(膜または層)10を形成する作業を
行う(図6)。Next, an operation of forming a conductive layer (film or layer) 10 for forming a plug on the semiconductor substrate 1 is performed (FIG. 6).
【0030】この場合、導電層10は、例えばタングス
テン(W)層としており、半導体基板1の上に、CVD
法またはスパッタリング法などを使用して、大きい膜厚
をもって形成する工程を行っている。In this case, the conductive layer 10 is, for example, a tungsten (W) layer.
A step of forming a film having a large film thickness by using a sputtering method or a sputtering method is performed.
【0031】その後、CMP法を使用して、不要な領域
の導電層10を研磨して、不要な領域の導電層10を取
り除く作業を行う。次に、CMP後洗浄の工程を行う
(図7)。なお、設計仕様に応じて、CMP後洗浄を行
わない態様とすることができる。Thereafter, the conductive layer 10 in the unnecessary area is polished by using the CMP method to remove the conductive layer 10 in the unnecessary area. Next, a post-CMP cleaning step is performed (FIG. 7). In addition, according to the design specification, a mode in which post-CMP cleaning is not performed can be adopted.
【0032】この場合、図7に示すように、CMP法を
使用して、不要な領域の導電層10を研磨する工程によ
って、例えばタングステン層からなる導電層10の表面
に、汚染膜であるコンタミ膜と表面粗さ状態のラフネス
とを有する表面加工変質膜10aが形成される。In this case, as shown in FIG. 7, the surface of the conductive layer 10 made of, for example, a tungsten layer is polished by a step of polishing the conductive layer 10 in an unnecessary region using a CMP method. The surface-processed deteriorated film 10a having the film and the roughness in the surface roughness state is formed.
【0033】次に、スパッタエッチング法を使用して、
導電層10の表面加工変質膜10aを取り除く工程を行
い、スルーホール9に埋め込まれている導電層10から
なるプラグを形成する作業を行う(図8)。Next, using a sputter etching method,
A step of removing the surface processed deteriorated film 10a of the conductive layer 10 is performed, and an operation of forming a plug made of the conductive layer 10 embedded in the through hole 9 is performed (FIG. 8).
【0034】この場合、本発明者の検討の結果、スパッ
タエッチング法は、アルゴンまたはヘリウムを備えてい
るガスを使用したスパッタエッチング法とされている。
また、他の態様のスパッタエッチング法として、不活性
ガスまたは希ガスを備えているガスを使用したスパッタ
エッチング法を適用することができる。In this case, as a result of the study of the present inventors, the sputter etching method is a sputter etching method using a gas containing argon or helium.
Further, as another mode of the sputter etching method, a sputter etching method using a gas including an inert gas or a rare gas can be applied.
【0035】さらに、導電層10の表面加工変質膜10
aを取り除く工程は、15〜20nmをエッチングする
工程とされている。Further, the surface-processed deteriorated film 10 of the conductive layer 10 is formed.
The step of removing a is a step of etching 15 to 20 nm.
【0036】次に、半導体基板1の上に、配線層(膜ま
たは層)11を形成する作業を行う(図9)。Next, an operation of forming a wiring layer (film or layer) 11 on the semiconductor substrate 1 is performed (FIG. 9).
【0037】この場合、配線層11は、例えばアルミニ
ウム(Al)層としており、半導体基板1の上に、CV
D法またはスパッタリング法などを使用して、大きい膜
厚をもって形成する工程を行っている。In this case, the wiring layer 11 is, for example, an aluminum (Al) layer, and a CV
A process of forming a film having a large thickness is performed by using the D method or the sputtering method.
【0038】その後、CMP法を使用して、不要な領域
の配線層11を研磨して、不要な領域の配線層11を取
り除く作業を行う。次に、CMP後洗浄の工程を行う
(図10)。なお、設計仕様に応じて、CMP後洗浄を
行わない態様とすることができる。Thereafter, the wiring layer 11 in the unnecessary area is polished by using the CMP method to remove the wiring layer 11 in the unnecessary area. Next, a post-CMP cleaning step is performed (FIG. 10). In addition, according to the design specification, a mode in which post-CMP cleaning is not performed can be adopted.
【0039】この場合、図10に示すように、CMP法
を使用して、不要な領域の配線層11を研磨する工程に
よって、例えばアルミニウム層からなる配線層11の表
面に、汚染膜であるコンタミ膜と表面粗さ状態のラフネ
スとを有する表面加工変質膜11aが形成される。In this case, as shown in FIG. 10, the surface of the wiring layer 11 made of, for example, an aluminum layer is removed by polishing the wiring layer 11 in an unnecessary region by using the CMP method. The surface-processed deteriorated film 11a having the film and the roughness in the surface roughness state is formed.
【0040】次に、スパッタエッチング法を使用して、
配線層11の表面加工変質膜11aを取り除く工程を行
う(図11)。Next, using the sputter etching method,
A step of removing the surface processed deteriorated film 11a of the wiring layer 11 is performed (FIG. 11).
【0041】この場合、本発明者の検討の結果、スパッ
タエッチング法は、アルゴンまたはヘリウムを備えてい
るガスを使用したスパッタエッチング法とされている。
また、他の態様のスパッタエッチング法として、不活性
ガスまたは希ガスを備えているガスを使用したスパッタ
エッチング法を適用することができる。In this case, as a result of a study by the present inventors, the sputter etching method is a sputter etching method using a gas containing argon or helium.
Further, as another mode of the sputter etching method, a sputter etching method using a gas including an inert gas or a rare gas can be applied.
【0042】さらに、配線層11の表面加工変質膜11
aを取り除く工程は、15〜20nmをエッチングする
工程とされている。Further, the surface-processed deteriorated film 11 of the wiring layer 11
The step of removing a is a step of etching 15 to 20 nm.
【0043】その後、リソグラフィ技術と選択エッチン
グ技術とを使用して、配線層11のパターンを形成する
工程を行う(図12)。Thereafter, a step of forming a pattern of the wiring layer 11 is performed using a lithography technique and a selective etching technique (FIG. 12).
【0044】次に、前述した製造工程(図2〜図12を
用いて説明した製造工程)を繰り返し使用して多層配線
層を必要に応じて形成した後、パッシベーション膜を形
成して、本実施の形態の半導体装置の製造工程を終了す
る。Next, a multilayer wiring layer is formed as necessary by repeatedly using the above-described manufacturing steps (the manufacturing steps described with reference to FIGS. 2 to 12), and a passivation film is formed. The manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment is ended.
【0045】前述した本実施の形態の半導体装置の製造
方法によれば、CMP法を使用して、不要な領域の絶縁
膜8を研磨する工程によって、例えば酸化シリコン膜か
らなる絶縁膜8の表面に、汚染膜であるコンタミ膜と表
面粗さ状態(凹凸面を備えている状態)のラフネスとを
有する表面加工変質膜8aが形成されるので、スパッタ
エッチング法を使用して、絶縁膜8の表面加工変質膜8
aを取り除く工程を行っていることによって、絶縁膜8
の界面における剥離現象が防止でき、絶縁膜同士の密着
性を向上できるので、プラグおよび配線層の設置を良く
でき、高性能でしかも高信頼度の半導体装置を高い製造
歩留りをもって製造することができる。According to the above-described method for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, the surface of the insulating film 8 made of, for example, a silicon oxide film is formed by polishing the insulating film 8 in an unnecessary region by using the CMP method. In addition, a contaminated film as a contaminant film and a surface-processed deteriorated film 8a having a roughness in a surface roughness state (a state having an uneven surface) are formed. Surface modified film 8
a, the insulating film 8 is removed.
Can prevent the separation phenomenon at the interface of the semiconductor device and improve the adhesion between the insulating films, so that the plug and the wiring layer can be installed well, and a high-performance and high-reliability semiconductor device can be manufactured with a high manufacturing yield. .
【0046】本実施の形態の半導体装置の製造方法によ
れば、CMP法を使用して、不要な領域の導電層(プラ
グを形成するための導電層)10を研磨する工程によっ
て、例えばタングステン層からなる導電層10の表面
に、汚染膜であるコンタミ膜と表面粗さ状態のラフネス
とを有する表面加工変質膜10aが形成されるので、ス
パッタエッチング法を使用して、導電層10の表面加工
変質膜10aを取り除く工程を行っていることによっ
て、絶縁膜8の表面に残留したプラグとしての導電層1
0を除去することができ、しかも配線層との電気的接続
を向上できるので、高性能でしかも高信頼度の半導体装
置を高い製造歩留りをもって製造することができる。According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, the conductive layer (conductive layer for forming a plug) 10 in an unnecessary region is polished by CMP, for example, to form a tungsten layer. Formed on the surface of the conductive layer 10 made of a contaminant film and a roughness in a surface roughness state, the surface processing of the conductive layer 10 is performed using a sputter etching method. By performing the step of removing the deteriorated film 10a, the conductive layer 1 as a plug remaining on the surface of the insulating film 8 is formed.
Since 0 can be eliminated and the electrical connection with the wiring layer can be improved, a semiconductor device with high performance and high reliability can be manufactured with a high manufacturing yield.
【0047】本実施の形態の半導体装置の製造方法によ
れば、CMP法を使用して、不要な領域の配線層11を
研磨する工程によって、例えばアルミニウム層からなる
配線層11の表面に、汚染膜であるコンタミ膜と表面粗
さ状態のラフネスとを有する表面加工変質膜11aが形
成されるので、スパッタエッチング法を使用して、配線
層11の表面加工変質膜11aを取り除く工程を行って
いることによって、配線層11の界面における剥離現象
が防止でき、しかもプラグとしての導電層10との電気
的な接続を向上できるので、高性能でしかも高信頼度の
半導体装置を高い製造歩留りをもって製造することがで
きる。According to the method of manufacturing a semiconductor device of this embodiment, the surface of the wiring layer 11 made of, for example, an aluminum layer is contaminated by the step of polishing the wiring layer 11 in an unnecessary region by using the CMP method. Since the surface modified film 11a having the contamination film and the roughness of the surface roughness state is formed, a step of removing the surface modified film 11a of the wiring layer 11 using a sputter etching method is performed. Thereby, the peeling phenomenon at the interface of the wiring layer 11 can be prevented, and the electrical connection with the conductive layer 10 as a plug can be improved, so that a semiconductor device with high performance and high reliability can be manufactured with high manufacturing yield. be able to.
【0048】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いうまでも
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.
【0049】例えば、本発明の半導体装置の製造方法に
おいて、配線層として、アルミニウム層以外に、銅(C
u)層、金(Au)層などの配線用金属層を適用するこ
とができる。For example, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, copper (C)
A metal layer for wiring such as a u) layer and a gold (Au) layer can be applied.
【0050】また、本発明の半導体装置の製造方法にお
いて、基板として、半導体基板以外に、SOI(Silico
n on Insulator)基板などの基板を適用することができ
る。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the substrate may be an SOI (Silico) substrate other than the semiconductor substrate.
n on Insulator) A substrate such as a substrate can be used.
【0051】また、本発明は、MOSFET、CMOS
FETおよびバイポーラトランジスタなどの種々の半導
体素子を組み合わせた態様の半導体集積回路装置の製造
方法とすることができる。The present invention also relates to a MOSFET, a CMOS,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which various semiconductor elements such as an FET and a bipolar transistor are combined can be provided.
【0052】さらに、本発明は、MOSFET、CMO
SFETなどを構成要素とするロジック系あるいはDR
AM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(St
aticRandom Access Memory )などのメモリ系などを有
する種々の半導体集積回路装置の製造方法とすることが
できる。Further, the present invention relates to a MOSFET, a CMO
Logic system or DR with SFET etc. as components
AM (Dynamic Random Access Memory), SRAM (St
The present invention can be applied to a method of manufacturing various semiconductor integrated circuit devices having a memory system such as an aticRandom Access Memory).
【0053】[0053]
【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。Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.
【0054】(1).本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、CMP法を使用して、不要な領域の絶縁膜(膜
または層)を研磨する工程によって、例えば酸化シリコ
ン膜からなる絶縁膜の表面に、汚染膜であるコンタミ膜
と表面粗さ状態(凹凸面を備えている状態)のラフネス
とを有する表面加工変質膜が形成されるので、スパッタ
エッチング法を使用して、絶縁膜の表面加工変質膜を取
り除く工程を行っていることによって、絶縁膜の界面に
おける剥離現象が防止でき、絶縁膜同士の密着性を向上
できるので、プラグおよび配線層の設置を良くでき、高
性能でしかも高信頼度の半導体装置を高い製造歩留りを
もって製造することができる。(1). According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the step of polishing the insulating film (film or layer) in an unnecessary region by using the CMP method allows the contamination film to be formed on the surface of the insulating film made of, for example, a silicon oxide film. A deteriorated surface processing film having a contaminated film and a roughness in a surface roughness state (a state having an uneven surface) is formed, and the deteriorated surface processing film of the insulating film is removed by using a sputter etching method. By performing the process, the peeling phenomenon at the interface between the insulating films can be prevented, and the adhesion between the insulating films can be improved, so that the plug and the wiring layer can be installed well, and a high-performance and high-reliability semiconductor device. Can be manufactured with a high manufacturing yield.
【0055】(2).本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、CMP法を使用して、不要な領域の導電層(プ
ラグを形成するための導電層、膜または層)を研磨する
工程によって、例えばタングステン層からなる導電層の
表面に、汚染膜であるコンタミ膜と表面粗さ状態のラフ
ネスとを有する表面加工変質膜が形成されるので、スパ
ッタエッチング法を使用して、導電層の表面加工変質膜
を取り除く工程を行っていることによって、絶縁膜の表
面に残留したプラグとしての導電層を除去することがで
き、しかも配線層との電気的接続を向上できるので、高
性能でしかも高信頼度の半導体装置を高い製造歩留りを
もって製造することができる。(2). According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of polishing a conductive layer (a conductive layer, a film, or a layer for forming a plug) in an unnecessary region by using a CMP method, for example, comprises a tungsten layer. On the surface of the conductive layer, a contaminated film that is a contaminant film and a surface processed deteriorated film having a roughness in a surface roughness state are formed. By doing so, the conductive layer as a plug remaining on the surface of the insulating film can be removed, and the electrical connection with the wiring layer can be improved, so that a semiconductor device with high performance and high reliability can be realized. It can be manufactured with a high manufacturing yield.
【0056】(3).本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、CMP法を使用して、不要な領域の配線層(膜
または層)を研磨する工程によって、例えばアルミニウ
ム層からなる配線層の表面に、汚染膜であるコンタミ膜
と表面粗さ状態のラフネスとを有する表面加工変質膜が
形成されるので、スパッタエッチング法を使用して、配
線層の表面加工変質膜を取り除く工程を行っていること
によって、配線層の界面における剥離現象が防止でき、
しかもプラグとしての導電層との電気的な接続を向上で
きるので、高性能でしかも高信頼度の半導体装置を高い
製造歩留りをもって製造することができる。(3). According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of polishing a wiring layer (film or layer) in an unnecessary area by using a CMP method is performed to remove a contaminant film on a surface of a wiring layer made of, for example, an aluminum layer. Since a surface-processed deteriorated film having a certain contamination film and a roughness of a surface roughness state is formed, the step of removing the surface processed deteriorated film of the wiring layer by using a sputter etching method is performed. Separation phenomenon at the interface of
In addition, since the electrical connection with the conductive layer as a plug can be improved, a semiconductor device with high performance and high reliability can be manufactured with a high manufacturing yield.
【図1】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図3】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図4】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図5】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図6】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図7】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図8】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図9】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図10】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図11】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図12】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
1 半導体基板(基板) 2 素子分離用絶縁膜 3 ゲート絶縁膜 4 ゲート電極 5 絶縁膜 6 サイドウォールスペーサ 7 半導体領域 8 絶縁膜(膜または層) 8a 表面加工変質膜 9 スルーホール 10 導電層(膜または層) 10a 表面加工変質膜 11 配線層(膜または層) 11a 表面加工変質膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate (substrate) 2 Element isolation insulating film 3 Gate insulating film 4 Gate electrode 5 Insulating film 6 Sidewall spacer 7 Semiconductor region 8 Insulating film (film or layer) 8a Surface altered film 9 Through hole 10 Conductive layer (Film) Or layer) 10a surface-processed deteriorated film 11 wiring layer (film or layer) 11a surface-processed deteriorated film
フロントページの続き (72)発明者 芦原 洋司 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) 5F004 AA14 BD07 DA22 DA23 DB03 DB09 DB10 DB16 EB02 EB03 FA08 5F033 GG03 HH08 HH11 HH13 JJ19 KK01 PP06 PP15 QQ08 QQ09 QQ14 QQ37 QQ48 RR04 SS08 SS11 XX01 XX09 XX12 XX13 5F040 DA15 DB01 DC01 EC07 EH02 EH05 EJ03 FA05 FA16 FC10Continued on the front page (72) Inventor Yoji Ashihara 3F, 6-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo F-term in the Device Development Center, Hitachi, Ltd. 5F004 AA14 BD07 DA22 DA23 DB03 DB09 DB10 DB16 EB02 EB03 FA08 5F033 GG03 HH08 HH11 HH13 JJ19 KK01 PP06 PP15 QQ08 QQ09 QQ14 QQ37 QQ48 RR04 SS08 SS11 XX01 XX09 XX12 XX13 5F040 DA15 DB01 DC01 EC07 EH02 EH05 EJ03 FA05 FA16 FC10
Claims (8)
使用して、不要な領域の前記膜または前記層を研磨する
工程の後に、スパッタエッチング法を使用して、前記膜
または前記層の表面加工変質膜を取り除く工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。After forming a film or a layer, after polishing the film or the layer in an unnecessary area using a CMP method, the film or the layer is removed using a sputter etching method. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of removing a surface-processed deteriorated film.
あって、前記表面加工変質膜を取り除く工程は、CMP
後洗浄の工程の後に行われていることを特徴とする半導
体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of removing the surface-processed deteriorated film is performed by a CMP method.
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method is performed after a post-cleaning step.
あって、前記膜は、絶縁膜であることを特徴とする半導
体装置の製造方法。3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said film is an insulating film.
あって、前記層は、プラグを形成するための導電層であ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said layer is a conductive layer for forming a plug.
あって、前記層は、配線層であることを特徴とする半導
体装置の製造方法。5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said layer is a wiring layer.
造方法であって、前記スパッタエッチング法は、アルゴ
ンまたはヘリウムを備えているガスを使用したスパッタ
エッチング法であることを特徴とする半導体装置の製造
方法。6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said sputter etching method is a sputter etching method using a gas comprising argon or helium. Manufacturing method.
造方法であって、前記スパッタエッチング法は、不活性
ガスまたは希ガスを備えているガスを使用したスパッタ
エッチング法であることを特徴とする半導体装置の製造
方法。7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the sputter etching method is a sputter etching method using a gas including an inert gas or a rare gas. Semiconductor device manufacturing method.
導体装置の製造方法であって、前記膜または前記層の表
面加工変質膜を取り除く工程は、15〜20nmをエッ
チングする工程であることを特徴とする半導体装置の製
造方法。8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of removing the film or a surface-processed deteriorated film of the layer is a step of etching 15 to 20 nm. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11137631A JP2000331970A (en) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11137631A JP2000331970A (en) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000331970A true JP2000331970A (en) | 2000-11-30 |
Family
ID=15203172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11137631A Pending JP2000331970A (en) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000331970A (en) |
-
1999
- 1999-05-18 JP JP11137631A patent/JP2000331970A/en active Pending
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