JP2002083792A - Manufacturing method for semiconductor device, and the semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method for semiconductor device, and the semiconductor device

Info

Publication number
JP2002083792A
JP2002083792A JP2000269528A JP2000269528A JP2002083792A JP 2002083792 A JP2002083792 A JP 2002083792A JP 2000269528 A JP2000269528 A JP 2000269528A JP 2000269528 A JP2000269528 A JP 2000269528A JP 2002083792 A JP2002083792 A JP 2002083792A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polished
pattern
layer
polishing
monitor
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
JP2000269528A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Komuro
善昭 小室
Tetsuya Shirasu
哲哉 白数
Naoki Itani
直毅 井谷
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.)
Fujitsu Ltd
Sony Corp
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Sony Corp
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 Fujitsu Ltd, Sony Corp filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2000269528A priority Critical patent/JP2002083792A/en
Publication of JP2002083792A publication Critical patent/JP2002083792A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the manufacturing method for a semiconductor device and the semiconductor device, with which polishing film thickness can be controlled highly accurately. SOLUTION: In the manufacturing method for semiconductor device, with which a monitor pattern 9 is formed on a scribe line 3 on the surface of a wafer in the same process as formation of wiring (function pattern), a layer insulating film is formed on the wafer in the state of covering wiring and the monitor pattern 9, and the layer insulating film is polished to be flattened, while managing the polishing film thickness by measuring the film thickness of the layer insulating film on the monitor pattern 9; plural monitor patterns 9 are formed on the scribe line 3 and on the basis of the film thickness of the layer insulating film measured on these monitor patterns 9; and the polishing film thickness is controlled.

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、半導体装置の製造
方法及び半導体装置に関し、特には膜厚管理を行いなが
ら平坦化研磨を行う半導体装置の製造方法及びこの方法
が適用される半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device for performing planarization polishing while controlling the film thickness and a semiconductor device to which the method is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体集積回路の特徴として、素
子の面積方向の微細化は進んでいるが、高さ方向の微細
化はあまり進んでいない。このため最近では、半導体素
子が立体的になり、チップサイズまたはウエハサイズで
の絶対段差が大きくなっている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a feature of a semiconductor integrated circuit, miniaturization of an element in an area direction is progressing, but miniaturization in a height direction is not so advanced. For this reason, recently, semiconductor elements have become three-dimensional, and the absolute step in chip size or wafer size has increased.

【0003】特に、半導体メモリにおいては、キャパシ
タの容量を稼ぎつつ微細化するために、メモリセル部分
は立体的になり、周辺回路との間に大きな段差が生じて
いる。ロジックICでは高機能化、高速化のために配線
が多層化し、配線の疎な部分と密な部分で大きな段差が
生じている。この段差がリソグラフィーにおける露光の
際に大きな問題となる。
In particular, in a semiconductor memory, in order to increase the capacitance of a capacitor while miniaturizing the memory cell, a memory cell portion is three-dimensional, and a large step is generated between the memory cell portion and a peripheral circuit. In a logic IC, wiring is multi-layered for high performance and high speed, and a large step occurs in a sparse part and a dense part of the wiring. This step becomes a major problem during exposure in lithography.

【0004】リソグラフィーの高解像化に伴い、問題と
なってきたのが露光における焦点深度の浅さである。レ
ンズの大口径化や短波長化により焦点深度は急激に浅く
なり、半導体素子の立体化にともない微細化に対する障
害となっている。これ以上の微細化を進めるならば、焦
点深度が浅くとも露光可能なように絶対段差を低減する
平坦化技術をプロセスに取り入れなければならない。
[0004] Along with the increase in resolution of lithography, a problem has been the shallow depth of focus in exposure. The depth of focus has rapidly become shallow due to the increase in the lens diameter and the decrease in the wavelength, and this is an obstacle to miniaturization as the semiconductor element becomes three-dimensional. For further miniaturization, a flattening technique for reducing the absolute step so that exposure can be performed even if the depth of focus is shallow must be incorporated into the process.

【0005】従来から用いられているSOG、BPSG
リフローなどの層間絶縁膜の平坦化技術は、局所的な
(数μmの範囲の)平坦化技術であり、チップサイズあ
るいはウエハサイズでの絶対段差を低減することはでき
ない。絶対段差を低減できるのは、今のところ化学機械
研磨法(Chemical Mechanical Polishing、以下CMP
研磨と記す)だけである(特公平5-30052号公報、特開
平7-285050号公報等参照)。
Conventionally used SOG and BPSG
The planarization technique of the interlayer insulating film such as reflow is a local (in the range of several μm) planarization technique, and cannot reduce an absolute step in a chip size or a wafer size. At present, chemical mechanical polishing (CMP) can reduce the absolute step.
(Referred to as “polishing”) (see Japanese Patent Publication No. 5-30052, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-285050, etc.).

【0006】CMP研磨を行う装置として、図7に示す
ようなものがある。このCMP装置は、回転円盤111
とこの回転円盤に対向して配置される研磨ヘッド115
とを備えてなる。回転円盤111には粘着剤により研磨
布112が貼り付けられ、研磨ヘッド115には粘着剤
によりパッキング材114が貼り付けられている。そし
て、このパッキング材114に対して、表面に被研磨層
が設けられた半導体ウエハ113が、真空吸着力あるい
は水の表面張力によって保持される。このような装置を
用いてCMP研磨を行う場合、被研磨層を回転円盤11
1側に向けた状態で半導体ウエハ113を、パッキング
材114を介して研磨ヘッド115に保持させる。次い
で、回転円盤111および研磨ヘッド115を、それぞ
れの回転軸周りに回転させる。そして、回転円盤111
上に研磨剤116を供給しながら、回転円盤111に対
して研磨ヘッド115を所定の圧力で押しつける。これ
によって、半導体ウエハ113表面の被研磨層がCMP
研磨される。
As an apparatus for performing CMP polishing, there is an apparatus as shown in FIG. This CMP apparatus has a rotating disk 11
And a polishing head 115 disposed opposite to the rotating disk
And A polishing cloth 112 is attached to the rotating disk 111 with an adhesive, and a packing material 114 is attached to the polishing head 115 with an adhesive. Then, the semiconductor wafer 113 having the surface to be polished provided on the packing material 114 is held by a vacuum suction force or a surface tension of water. When CMP polishing is performed using such an apparatus, the layer to be polished is
The semiconductor wafer 113 is held by the polishing head 115 via the packing material 114 in a state facing the one side. Next, the rotating disk 111 and the polishing head 115 are rotated around their respective rotation axes. And the rotating disk 111
The polishing head 115 is pressed against the rotating disk 111 at a predetermined pressure while supplying the polishing agent 116 thereon. As a result, the layer to be polished on the surface of the semiconductor
Polished.

【0007】図8は、このようなCMP研磨を行う半導
体装置の製造工程の一例を示す図であり、先ず図8
(a)に示すように、シリコン基板21の表面層に窒化
膜24をマスクとして酸化膜22を形成し、この酸化膜
22の下層に第1の拡散層23を形成する。次に、図8
(b)に示すように、酸化膜22上に電極25を形成
し、窒化シリコン膜(24)が除去された露出面に第2
の拡散層26を形成する。その後、図8(c)に示すよ
うに、層間絶縁膜27を形成してこの上部に第1の配線
28を形成する。次いで、図8(d)に示すように、第
1の配線28を覆う状態で層間絶縁膜29を形成する。
しかる後、図8(e)に示すように、上述のCMP研磨
を行い、層間絶縁膜29の表面を平坦化する。以上の
後、図8(f)に示すように、層間絶縁膜29上に第2
の配線30を形成する。
FIG. 8 is a view showing an example of a manufacturing process of a semiconductor device for performing such CMP polishing.
As shown in FIG. 1A, an oxide film 22 is formed on a surface layer of a silicon substrate 21 using a nitride film 24 as a mask, and a first diffusion layer 23 is formed below the oxide film 22. Next, FIG.
As shown in (b), an electrode 25 is formed on the oxide film 22 and a second surface is formed on the exposed surface from which the silicon nitride film (24) has been removed.
Is formed. Thereafter, as shown in FIG. 8C, an interlayer insulating film 27 is formed, and a first wiring 28 is formed thereon. Next, as shown in FIG. 8D, an interlayer insulating film 29 is formed so as to cover the first wiring.
Thereafter, as shown in FIG. 8E, the above-mentioned CMP polishing is performed to flatten the surface of the interlayer insulating film 29. After the above, as shown in FIG.
Is formed.

【0008】ここで、第2の配線30を形成する前に
は、エッチングで配線間を垂直方向に接続するコンタク
トホールを層間絶縁膜29に形成する工程を行う。この
場合、層間絶縁膜29の膜厚が厚いとコンタクトホール
が第1の配線28にまで達せず、接続不良となる。逆に
層間絶縁膜29の膜厚が薄いと、コンタクトホールが第
1の配線28を突き抜けてしまい、抵抗値が上昇するな
どの問題が発生する。そこで、図8(e)を用いて説明
した層間絶縁膜29を平坦化する工程においては、製品
管理上、CMP研磨を行う際に、第1の配線28上にお
ける層間絶縁膜29の膜厚を測定し、層間絶縁膜29の
成膜時の膜厚(形成膜厚)、研磨量、研磨後の膜厚を検
知しておく必要がある。
Here, before forming the second wiring 30, a step of forming a contact hole for connecting the wirings in the vertical direction by etching in the interlayer insulating film 29 is performed. In this case, if the thickness of the interlayer insulating film 29 is large, the contact hole does not reach the first wiring 28, resulting in poor connection. Conversely, if the thickness of the interlayer insulating film 29 is small, the contact hole penetrates through the first wiring 28, which causes a problem such as an increase in the resistance value. Therefore, in the step of flattening the interlayer insulating film 29 described with reference to FIG. 8E, the thickness of the interlayer insulating film 29 on the first wiring 28 is reduced when performing CMP polishing for product management. It is necessary to measure and detect the film thickness (formed film thickness) at the time of forming the interlayer insulating film 29, the amount of polishing, and the film thickness after polishing.

【0009】そこで通常は、第1の配線28と同一レイ
ヤーに、膜厚測定用のモニタパターンを設けることで、
このモニタパターン上において層間絶縁膜29の膜厚を
測定し、これによって研磨前後における膜厚管理を行っ
ている(特開平11-219922参照)。
Therefore, usually, a monitor pattern for film thickness measurement is provided on the same layer as the first wiring 28,
The film thickness of the interlayer insulating film 29 is measured on this monitor pattern, and thereby the film thickness before and after polishing is controlled (see JP-A-11-219922).

【0010】図9は、ウエハ上(すなわち半導体基板
上)におけるモニタパターンの配置例を示す図である。
この図に示すように、ウエハ1の表面側はスクライブラ
イン3によって複数のチップ領域5に分割されている。
そして、このスクライブライン3内の中央部あるいはチ
ップ領域5内に、上方から見た平面形状が四辺形のモニ
タパターン8,9が設けられている。また、例えば、チ
ップ領域5内のモニタパターン8は、各機能領域5aの
内部や周縁部、さらには機能領域5aに隣接させて設け
られている。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the arrangement of monitor patterns on a wafer (ie, on a semiconductor substrate).
As shown in this figure, the front side of the wafer 1 is divided into a plurality of chip areas 5 by scribe lines 3.
Then, monitor patterns 8 and 9 having a quadrangular planar shape as viewed from above are provided in the center of the scribe line 3 or in the chip region 5. Further, for example, the monitor pattern 8 in the chip region 5 is provided inside or at the periphery of each functional region 5a, and further, adjacent to the functional region 5a.

【0011】このようなモニタパターン8,9の形成か
ら平坦化工程までを図10の要部断面工程図を用いて説
明する。先ず、図10(a)に示すように、シリコンか
らなるウエハ1の表面に酸化シリコンからなる下地絶縁
膜2を形成し、この下地絶縁膜2の表面層をエッチング
してスクライブライン3を形成する。この際、スクライ
ブライン3の中心付近に、島状パターン4を残す。また
これによって、ウエハ1の表面側を各チップ領域5に分
割する。尚、図面においては1本のスクライブライン3
とその両側に配置される2つのチップ領域5を示してい
る。次に、図10(b)に示すように、下地絶縁膜2上
にアルミニウムやポリシリコンからなる配線層6を形成
する。その後、図10(c)に示すように、配線層6を
パターニングすることによって、線状の配線7及び四辺
形のモニタパターン8,9を形成する。ここで、配線7
は、チップ領域5内に形成され、モニタパターン8,9
は、スクライブライン3内の島状パターン4の上部ある
いはチップ領域5内に形成される。
The process from the formation of the monitor patterns 8 and 9 to the flattening process will be described with reference to the cross-sectional process drawing of the main part of FIG. First, as shown in FIG. 10A, a base insulating film 2 made of silicon oxide is formed on the surface of a wafer 1 made of silicon, and a surface layer of the base insulating film 2 is etched to form scribe lines 3. . At this time, the island pattern 4 is left near the center of the scribe line 3. This also divides the front side of the wafer 1 into chip regions 5. In the drawing, one scribe line 3
And two chip areas 5 arranged on both sides thereof. Next, as shown in FIG. 10B, a wiring layer 6 made of aluminum or polysilicon is formed on the base insulating film 2. Thereafter, as shown in FIG. 10C, the wiring layer 6 is patterned to form a linear wiring 7 and quadrangular monitor patterns 8, 9. Here, wiring 7
Are formed in the chip area 5 and the monitor patterns 8 and 9
Are formed above the island pattern 4 in the scribe line 3 or in the chip region 5.

【0012】そして、この配線7を覆う状態で表面平坦
な絶縁膜をウエハ1上に形成する場合には、先ず図10
(d)に示すように、配線7及びモニタパターン8,9
を覆う状態で、下地絶縁膜2上に酸化シリコンからなる
層間絶縁膜10を形成する。次いで、モニタパターン
8,9上における層間絶縁膜10の膜厚を測定しつつ、
この層間絶縁膜10をCMP研磨する。
When an insulating film having a flat surface is formed on the wafer 1 so as to cover the wiring 7, first, FIG.
As shown in (d), the wiring 7 and the monitor patterns 8, 9
Is formed on the base insulating film 2 so as to cover the base insulating film 2. Next, while measuring the film thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor patterns 8 and 9,
The interlayer insulating film 10 is polished by CMP.

【0013】この際、層間絶縁膜10の膜厚のばらつき
を一定規格範囲内におさえるための管理手法の1つとし
て、ある箇所の膜厚を測定しその膜厚を規格範囲の中心
値に合わせることで、工程上のばらつきがあっても膜厚
のばらつきが規格範囲内に入るようにするという手段が
ある。
At this time, as one of management methods for keeping the variation in the film thickness of the interlayer insulating film 10 within a certain standard range, the film thickness at a certain location is measured and the film thickness is adjusted to the center value of the standard range. Therefore, there is a means for making the variation in the film thickness within the standard range even if there is variation in the process.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の製造
方法には、次のような課題があった。図11は図10
(d)から図10(e)にかけての工程を拡大した断面
図であり、図12は図11の平面図である。尚、図11
は図12のII−II断面に対応しており、図12において
は層間絶縁膜の図示を省略している。これらの図に示す
ように、CMP研磨は、その平坦性において下地パター
ン依存性を有していることが一般的に知られている。つ
まり、パターン密度の低い部分(ここではスクライブラ
イン3中のモニタパターン9上)においては、その周囲
のパターン密度の高い部分(ここではチップ領域5)よ
りも研磨速度が速くなるのである。
However, the above-described manufacturing method has the following problems. FIG. 11 shows FIG.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the process from (d) to FIG. 10 (e), and FIG. 12 is a plan view of FIG. Note that FIG.
Corresponds to the II-II section in FIG. 12, and the illustration of the interlayer insulating film is omitted in FIG. As shown in these figures, it is generally known that CMP polishing has an underlying pattern dependency in flatness. In other words, the polishing rate is higher in a portion having a lower pattern density (here, on the monitor pattern 9 in the scribe line 3) than in a surrounding portion having a higher pattern density (here, the chip region 5).

【0015】このため、研磨後における層間絶縁膜10
の表面は、スクライブライン3上において凹みが大きく
なり、図11中波線h2のようになる。ここで、CMP
研磨により完全な平坦化表面が形成されたと仮定すれ
ば、表面は図11中波線h1のようになり、その差は図
中のd2で示される。
Therefore, the interlayer insulating film 10 after polishing is
Has a large depression on the scribe line 3 and becomes like a wavy line h2 in FIG. Where CMP
Assuming that a completely planarized surface has been formed by the polishing, the surface looks like a wavy line h1 in FIG. 11, and the difference is indicated by d2 in the figure.

【0016】また、図13(a)に示すように、図10
(e)の上層にさらに配線7’及びモニタパターン
8’,9’を形成し、さらに図3(b)に示すようにこ
れらの配線7’及びモニタパターン8’,9’を覆う状
態で層間絶縁膜10’を形成してこれをCMP研磨した
場合にも、上述と同様に層間絶縁膜10’の表面は完全
な平坦化表面とはならない。これは、さらに上層の何層
目であっても同様である。
Further, as shown in FIG.
(E) A wiring 7 'and a monitor pattern 8', 9 'are further formed on the upper layer, and as shown in FIG. 3B, an interlayer is formed so as to cover the wiring 7' and the monitor pattern 8 ', 9'. Even when the insulating film 10 'is formed and polished by CMP, the surface of the interlayer insulating film 10' does not become a completely flat surface as described above. This is the same regardless of the number of the upper layer.

【0017】以上のように、CMP研磨後においては、
スクライブライン3上に配置されたモニタパターン9上
の層間絶縁膜10の膜厚が、その周囲のチップ領域5に
配置される配線7の疎密によって異なる値になり、スク
ライブライン3上の1カ所に配置されたモニタパターン
9上の層間絶縁膜10の膜厚を測定しただけでは、その
ウエハ全体またはチップ領域全体における層間絶縁膜1
0の膜厚を把握することはできず、また測定した値が層
間絶縁膜10の膜厚分布のどの位置にあるかを把握する
こともできない。このため、この測定値に基づいて層間
絶縁膜10の研磨膜厚を管理した場合、測定箇所付近に
おける膜厚は管理の規格範囲に入っても、その他の部分
の膜厚が規格範囲を超える場合がある。
As described above, after CMP polishing,
The thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor pattern 9 arranged on the scribe line 3 has a different value depending on the density of the wiring 7 arranged in the chip region 5 around the monitor pattern 9. Only by measuring the thickness of the interlayer insulating film 10 on the arranged monitor pattern 9, the interlayer insulating film 1 over the entire wafer or chip region is measured.
It is impossible to grasp the film thickness of 0, and it is not possible to grasp where the measured value is in the film thickness distribution of the interlayer insulating film 10. For this reason, when the polished film thickness of the interlayer insulating film 10 is controlled based on this measurement value, the film thickness in the vicinity of the measurement point falls within the management specification range, but the thickness of the other portions exceeds the specification range. There is.

【0018】一方、チップ領域5内に複数のモニタパタ
ーン8を配置した場合には、これによってチップ領域5
内における配線形成面積が縮小されるため、半導体装置
の回路設計に制約が加えられることになり、回路設計の
自由度を低下させる要因になるのである。
On the other hand, when a plurality of monitor patterns 8 are arranged in the chip area 5,
Since the wiring formation area inside the semiconductor device is reduced, restrictions are imposed on the circuit design of the semiconductor device, which causes a reduction in the degree of freedom in circuit design.

【0019】また、メモリセル領域のように細い配線7
を(連続的に)密集して配置しなければならない領域内
には、モニタパターン8を配置することができない。ま
た、このような細い配線7上においては、膜厚測定装置
のスポット径が配線幅に比べて大きいため、この細い配
線7上において直接膜厚測定を行うこともできない。つ
まり、このような細い配線7の密集領域における層間絶
縁膜10の膜厚を直接測定することはできないのであ
る。このため、研磨による層間絶縁膜10の膜厚のチッ
プ領域面内におけるばらつきを正確に検知することがで
きず、チップ領域上の各部分において層間絶縁膜10の
膜厚が規格範囲内であるか否かを正確に判断することが
できない。
In addition, wiring 7 as thin as a memory cell region
Cannot be arranged in an area in which (continuously) must be densely arranged. Further, on such a thin wiring 7, since the spot diameter of the film thickness measuring device is larger than the wiring width, the film thickness cannot be measured directly on the thin wiring 7. That is, it is impossible to directly measure the thickness of the interlayer insulating film 10 in such a dense region of the thin wiring 7. For this reason, it is not possible to accurately detect variations in the thickness of the interlayer insulating film 10 in the plane of the chip region due to polishing, and the thickness of the interlayer insulating film 10 in each part on the chip region is within the standard range. It is not possible to judge exactly whether or not.

【0020】そこで本発明は、被研磨層の膜厚測定の精
度を向上させ、ウエハ表面のチップ領域全面において研
磨膜厚を精度良く管理しながら平坦化研磨を行うことが
可能な半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供する
ことを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device capable of improving the accuracy of measuring the thickness of a layer to be polished and performing flattening polishing while accurately controlling the thickness of the polished film over the entire chip region on the wafer surface. It is an object to provide a method and a semiconductor device.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明は、ウエハ表面の機能パターンを覆う状
態で当該ウエハ上に形成された被研磨層を平坦化研磨す
る半導体装置の製造方法及びこの方法が適用される半導
体装置に関する。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device for flattening and polishing a layer to be polished formed on a wafer while covering a functional pattern on the surface of the wafer. The present invention relates to a method and a semiconductor device to which the method is applied.

【0022】その中の第1の製造方法は、ウエハ上に機
能パターンを形成する工程と同一工程で当該ウエハ表面
側のスクライブライン上に複数のモニタパターンを形成
する。そして、この機能パターン及びモニタパターンを
覆う被研磨層の平坦化研磨を行う際には、複数のモニタ
パターン上で測定される被研磨層の膜厚に基づいて研磨
膜厚を管理する。
In the first manufacturing method, a plurality of monitor patterns are formed on a scribe line on the wafer surface side in the same step as the step of forming a functional pattern on the wafer. Then, when flattening and polishing the polished layer covering the functional pattern and the monitor pattern, the polished film thickness is managed based on the film thickness of the polished layer measured on the plurality of monitor patterns.

【0023】また、第1の半導体装置は、上記第1の製
造方法が適用される半導体装置であり、ウエハ表面側の
スクライブライン上に、上層の被研磨層の膜厚を測定す
る際に下地となるモニタパターンが複数設けられている
ことを特徴としている。
The first semiconductor device is a semiconductor device to which the above-described first manufacturing method is applied. The first semiconductor device is provided on a scribe line on the wafer surface side when measuring the thickness of the upper layer to be polished. A plurality of monitor patterns are provided.

【0024】このような第1の製造方法及び第1の半導
体装置では、スクライブライン上に複数のモニタパター
ンを配置することで、チップ領域にモニタパターンを配
置することなく、ウエハ上の複数箇所において被研磨層
の膜厚を測定することが可能になる。したがって、チッ
プ領域における機能パターンの設計自由度を確保しなが
らも、複数の膜厚測定値からスクライブラインで囲まれ
たチップ領域における被研磨層の膜厚のばらつきを精度
良く予測することが可能になる。
In the first manufacturing method and the first semiconductor device, a plurality of monitor patterns are arranged on the scribe line, so that the monitor patterns are not arranged in the chip region, and the plurality of monitor patterns are arranged on the wafer. The thickness of the polished layer can be measured. Therefore, it is possible to accurately predict the variation in the thickness of the layer to be polished in the chip region surrounded by the scribe line from a plurality of thickness measurement values, while securing the design freedom of the functional pattern in the chip region. Become.

【0025】そして、第2の製造方法は、機能パターン
の形成と同一工程で、機能パターンの密集領域端から3
00μmよりも近い領域にモニタパターンを形成し、こ
れらの機能パターン及びモニタパターンを覆う被研磨層
の平坦化研磨を行う際には、モニタパターン上で測定さ
れる被研磨層の膜厚に基づいて研磨膜厚を管理すること
を特徴としている。
In the second manufacturing method, three steps from the end of the dense area of the functional pattern are performed in the same step as the formation of the functional pattern.
When a monitor pattern is formed in a region closer than 00 μm, and the functional layer and the polished layer covering the monitor pattern are planarized and polished, the monitor pattern is formed based on the thickness of the polished layer measured on the monitor pattern. It is characterized in that the thickness of the polished film is controlled.

【0026】また、第2の半導体装置は、上記第2の製
造方法が適用される半導体装置であり、ウエハ上に設け
られた機能パターンの密集領域端から300μmよりも
近い領域に、上層の被研磨層の膜厚を測定する際に下地
となるモニタパターンが設けられていることを特徴とし
ている。
The second semiconductor device is a semiconductor device to which the above-described second manufacturing method is applied. The second semiconductor device has an upper layer covering a region closer than 300 μm from the end of the dense region of the functional pattern provided on the wafer. A feature is that a monitor pattern serving as a base is provided when measuring the thickness of the polishing layer.

【0027】このような第2の製造方法及び第2の半導
体装置では、機能パターンの密集領域端から300μm
より近い領域にモニタパターンが配置される。ここで、
密集領域端から300μmより近い領域においては、機
能パターンを覆う被研磨層の膜厚変化が密集領域からの
距離に応じてほぼ一定の挙動を示す。このため、モニタ
パターンの密集領域からの距離とモニタパターン上にお
ける被研磨層の膜厚とによって、モニタパターンを配置
することができない密集領域上における被研磨層の膜厚
を正確に予測することが可能になる。
According to the second manufacturing method and the second semiconductor device, 300 μm from the end of the dense area of the functional pattern.
The monitor pattern is arranged in a closer area. here,
In a region closer than 300 μm from the end of the dense region, the change in the thickness of the polished layer covering the functional pattern shows almost constant behavior according to the distance from the dense region. For this reason, it is possible to accurately predict the thickness of the layer to be polished on the dense area where the monitor pattern cannot be arranged, based on the distance from the dense area of the monitor pattern and the thickness of the layer to be polished on the monitor pattern. Will be possible.

【0028】そして、本発明の第3の製造方法は、機能
パターンの配置が規格化されている設計領域内に予めモ
ニタパターンを組み込んでおき、機能パターンの形成と
同一工程で、ウエハの表面側の規格設計領域内にモニタ
パターンを形成する。そして、平坦化研磨を行う際に
は、モニタパターン上で測定される被研磨層の膜厚に基
づいて研磨膜厚を管理することを特徴としている。
According to the third manufacturing method of the present invention, a monitor pattern is previously incorporated in a design area in which the arrangement of the functional pattern is standardized, and the same step as the formation of the functional pattern is performed. A monitor pattern is formed within the standard design area. Then, when performing the flattening polishing, the polishing film thickness is controlled based on the film thickness of the layer to be polished measured on the monitor pattern.

【0029】また、第3の半導体装置は、上記第3の製
造方法が適用される半導体装置であり、規格化された機
能パターンの規格設計領域内に、上層の被研磨層の膜厚
を測定する際の下地となるモニタパターンが組み込まれ
ていることを特徴としている。
The third semiconductor device is a semiconductor device to which the above-mentioned third manufacturing method is applied, and measures the thickness of an upper layer to be polished in a standard design region of a standardized functional pattern. It is characterized in that a monitor pattern serving as a base when performing the operation is incorporated.

【0030】このような第3の製造方法及び第3の半導
体装置では、規格設計領域内に予めモニタパターンが組
み込まれているため、この規格設計領域を備えた半導体
装置においては、モニタパターン周辺における機能パタ
ーンの配置状態が常に一定に保たれる。したがって、モ
ニタパターン上の被研磨層の膜厚を測定することで、モ
ニタパターン周辺における機能パターンの配置状態に干
渉されることなく、規格設計領域における被研磨層の膜
厚を予測することができる。
In the third manufacturing method and the third semiconductor device, since the monitor pattern is incorporated in the standard design region in advance, in the semiconductor device having the standard design region, the monitor pattern around the monitor pattern is not provided. The arrangement state of the functional patterns is always kept constant. Therefore, by measuring the thickness of the layer to be polished on the monitor pattern, the thickness of the layer to be polished in the standard design region can be predicted without being interfered by the arrangement state of the functional patterns around the monitor pattern. .

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態図面に
基づいて説明する。尚、従来の技術において説明した各
構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して説明
を行い、重複する説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the same components as those described in the related art are denoted by the same reference numerals and will be described, and redundant description will be omitted.

【0032】(第1実施形態)図1は、第1実施形態を
説明するためのウエハ表面の要部平面図であり、図2
(a)、図2(b)はそれぞれ第1実施形態を説明する
ための要部断面図である。尚、一部構成要素は図1のみ
の図示となっている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a plan view of a main portion of a wafer surface for explaining a first embodiment, and FIG.
FIGS. 2A and 2B are main-portion cross-sectional views for describing the first embodiment. Some components are shown only in FIG.

【0033】これらの図を用いて第1実施形態の半導体
装置をその製造工程順に説明する。先ず、ウエハ1の表
面に下地絶縁膜2を形成し、この下地絶縁膜2の表面層
をエッチングしてスクライブライン3を形成し、これに
よって、ウエハ1の表面側を各チップ領域5に分割す
る。この際、スクライブライン3の中央部付近に、チッ
プ領域5を囲む状態で、複数の島状パターン4を残す。
The semiconductor device according to the first embodiment will be described in the order of manufacturing steps with reference to these drawings. First, a base insulating film 2 is formed on the surface of the wafer 1, and the surface layer of the base insulating film 2 is etched to form scribe lines 3, whereby the front side of the wafer 1 is divided into chip regions 5. . At this time, a plurality of island-shaped patterns 4 are left near the center of the scribe line 3 in a state surrounding the chip region 5.

【0034】次に、下地絶縁膜2上に配線形成層を形成
してこれをパターニングすることで、チップ領域5内に
機能パターンとして配線7を形成する。これらの配線7
は、例えば線幅数μmの太い配線7aや、線幅1μm以
下の細い配線7bであることとする。また、これらの配
線7(7a,7b)の形成と同時に、スクライブライン
3内の島状パターン4上にモニタパターン9を形成す
る。つまり、配線7(7a,7b)と同じ材質及び構造
のモニタパターン9を、スクライブライン3内にチップ
領域5を囲む状態で複数形成するのである。
Next, a wiring forming layer is formed on the base insulating film 2 and is patterned to form a wiring 7 as a functional pattern in the chip region 5. These wirings 7
Is a thick wiring 7a having a line width of several μm or a thin wiring 7b having a line width of 1 μm or less. At the same time as the formation of these wirings 7 (7a, 7b), a monitor pattern 9 is formed on the island pattern 4 in the scribe line 3. That is, a plurality of monitor patterns 9 having the same material and structure as the wiring 7 (7a, 7b) are formed in the scribe line 3 so as to surround the chip region 5.

【0035】これらのモニタパターン9は、以降に行う
膜厚測定における測定用ビームの径(例えば4〜5μ
m)と同程度の幅と、この幅よりも大きな長さを有する
四辺形であることが好ましい。ここで、チップ領域5周
囲のモニタパターン9は、数が多い方が膜厚の測定精度
が得られるが、膜厚測定の効率を考慮し、望ましくは、
10mm×10mm以下の小さなチップ領域5の周囲に
は、1辺に3〜4個のモニタパターン9を配置し、20
mm×20mm以上の大きなチップ領域5の周囲には、
3〜5mm毎にモニタパターン9を配置する。ただし、
チップ領域5内に同じ配線レイアウトが繰り返し配置さ
れている場合には、測定を行いたいチップ領域5の4辺
にモニタパターン9を配置する必要はなく、最低限チッ
プ領域5の隣接する2辺にモニタパターン9を配置すれ
ば良い。
The monitor pattern 9 has a diameter of a measuring beam (for example, 4 to 5 μm) in the film thickness measurement to be performed later.
It is preferably a quadrilateral having a width similar to that of m) and a length greater than this width. Here, as for the monitor patterns 9 around the chip region 5, the greater the number, the more accurate the measurement of the film thickness can be obtained.
Around the small chip area 5 of 10 mm × 10 mm or less, 3 to 4 monitor patterns 9 are arranged on one side,
Around a large chip area 5 of not less than 20 mm × 20 mm,
The monitor pattern 9 is arranged every 3 to 5 mm. However,
When the same wiring layout is repeatedly arranged in the chip region 5, it is not necessary to arrange the monitor patterns 9 on the four sides of the chip region 5 where measurement is desired. What is necessary is just to arrange the monitor pattern 9.

【0036】尚、図2(1)には、スクライブライン3
の一方側のチップ領域5部分に太い配線7aが高密度に
配置され、他方側のチップ領域5部分に細い配線7bが
高密度に配置されている部分の断面を図示した。また、
図2(2)には、スクライブライン3の一方側のチップ
領域5部分に細い配線7bが低密度に配置され、他方側
のチップ領域5部分に配線が配置されていない部分の断
面を示した。
FIG. 2A shows the scribe line 3
The cross section of a portion where the thick wiring 7a is densely arranged in the chip region 5 on one side and the thin wiring 7b is densely arranged in the chip region 5 on the other side is illustrated. Also,
FIG. 2B shows a cross section of a portion in which thin wires 7b are arranged at a low density in the chip region 5 on one side of the scribe line 3 and no wires are arranged in the chip region 5 on the other side. .

【0037】以上のようにして、配線7(7a,7b)
及びモニタパターン9を形成した後、これらを覆う状態
で、被研磨層となる層間絶縁膜10(図2のみに図示)
を形成する。ここで、図2の断面図においては、層間絶
縁膜10の成膜表面を破線で示した。
As described above, the wiring 7 (7a, 7b)
After the formation of the monitor pattern 9 and the monitor pattern 9, an interlayer insulating film 10 serving as a layer to be polished (shown only in FIG.
To form Here, in the cross-sectional view of FIG. 2, the surface on which the interlayer insulating film 10 is formed is indicated by a broken line.

【0038】次に、このような成膜表面を有する層間絶
縁膜10をCMP研磨することによって、層間絶縁膜1
0の表面を平坦化する。CMP研磨後における層間絶縁
膜10の表面は、実線で示した。
Next, the interlayer insulating film 10 having such a film forming surface is polished by CMP to thereby form the interlayer insulating film 1.
0 is flattened. The surface of the interlayer insulating film 10 after the CMP polishing is shown by a solid line.

【0039】これらの図に示すように、CMP研磨後の
層間絶縁膜10の膜厚は、下地パターン(すなわち配線
及びモニタパターン)の配置状態に影響を受け、太い配
線7aが高密度に配置されている領域上において厚く、
同様にこの領域に隣接するモニタパターン9a上におい
ても厚くなる。これに対して、細い配線7bが低密度に
配置されている領域上や配線が配置されていない領域
上、さらにはこれらに隣接するモニタパターン9b上に
おいては、層間絶縁膜10の膜厚が薄くなる。これは、
層間絶縁膜10表面の各部における研磨速度が、研磨面
の疎密よって異なるためである。
As shown in these figures, the thickness of the interlayer insulating film 10 after the CMP is affected by the arrangement of the underlying patterns (ie, the wiring and the monitor pattern), and the thick wirings 7a are densely arranged. Thicker on the area where
Similarly, the thickness also increases on the monitor pattern 9a adjacent to this area. On the other hand, the film thickness of the interlayer insulating film 10 is thin on a region where the thin wires 7b are arranged at a low density, on a region where the wires are not arranged, and on the monitor pattern 9b adjacent thereto. Become. this is,
This is because the polishing rate at each part on the surface of the interlayer insulating film 10 differs depending on the density of the polished surface.

【0040】そこで、このCMP研磨の工程において
は、モニタパターン9(9a,9b)上の層間絶縁膜1
0の膜厚を測定することによって、研磨量(すなわち研
磨膜厚)を管理しながらCMP研磨を行う。
Therefore, in this CMP polishing step, the interlayer insulating film 1 on the monitor pattern 9 (9a, 9b) is formed.
By measuring the film thickness of 0, the CMP polishing is performed while controlling the polishing amount (that is, the polishing film thickness).

【0041】この際、スクライブライン3内の各部に配
置された、複数のモニタパターン9(9a,9b)上の
層間絶縁膜10の膜厚を測定する。そして、この測定値
に基づいて研磨量を管理しながら、CMP研磨を過不足
なく終了させる。
At this time, the film thickness of the interlayer insulating film 10 on each of the plurality of monitor patterns 9 (9a, 9b) arranged at each part in the scribe line 3 is measured. Then, while controlling the polishing amount based on the measured value, the CMP polishing is completed without excess or deficiency.

【0042】ここで、研磨量を管理するには、チップ領
域5内における層間絶縁膜10の最大値と最小値とを知
る必要がある。しかしながら、実際にはこのような場所
を探すことは難しく、できるだけそれに近い値を得るこ
とが求められる。また、チップ領域5内に、多数のモニ
タパターン8を配置することにより、このような値を得
ることができるが、このようにした場合にはチップ領域
5における有効領域(すなわち配線領域)を減少させ、
配線設計に対して制約を与えることになってしまう。ま
た、配線設計に制約を与えないようにチップ領域5にお
ける配線の隙間にモニタパターンを配置した場合には、
モニタパターンの位置を膜厚測定器の登録する場合にそ
のモニタパターンを探すのが困難になる。
Here, in order to control the polishing amount, it is necessary to know the maximum value and the minimum value of the interlayer insulating film 10 in the chip region 5. However, it is actually difficult to find such a place, and it is required to obtain a value as close as possible. Further, such a value can be obtained by arranging a large number of monitor patterns 8 in the chip area 5, but in such a case, the effective area (that is, the wiring area) in the chip area 5 is reduced. Let
This imposes restrictions on the wiring design. When a monitor pattern is arranged in a gap between wirings in the chip region 5 so as not to restrict wiring design,
When registering the position of the monitor pattern in the film thickness measuring device, it becomes difficult to find the monitor pattern.

【0043】そこで、スクライブライン3上に配置され
た全てのモニタパターン9(9a,9b)上において測
定された層間絶縁膜10の膜厚の最大値と最小値とか
ら、チップ領域5内における層間絶縁膜10の膜厚の最
小値と最大値とを予測する。
Then, the maximum value and the minimum value of the thickness of the interlayer insulating film 10 measured on all the monitor patterns 9 (9a, 9b) arranged on the scribe line 3 are used to determine the interlayer thickness in the chip region 5. The minimum value and the maximum value of the thickness of the insulating film 10 are predicted.

【0044】つまり、チップ領域5内において層間絶縁
膜10の膜厚が最大値となるポイント12cは、太い配
線7aが最も密に配置されている部分になる。そして、
各モニタパターン9は、この太い配線7aよりも幅が狭
くまた配置状態も疎であるため、モニタパターン9上に
おける膜厚のうちの最大値は、チップ領域5における膜
厚の最大値よりも薄くなる。たとえば、図1において
は、線幅が太い配線が密に配置されている領域5a間に
配置されたモニタパターン9a上において、研磨後の層
間絶縁膜の膜厚が最も厚くなるが、この膜厚はチップ領
域5における膜厚の最大値よりも薄くなるのである。
That is, the point 12c where the thickness of the interlayer insulating film 10 becomes the maximum value in the chip region 5 is a portion where the thick wiring 7a is arranged most densely. And
Since each monitor pattern 9 is narrower than the thick wiring 7a and has a sparse arrangement, the maximum value of the film thickness on the monitor pattern 9 is smaller than the maximum value of the film thickness in the chip region 5. Become. For example, in FIG. 1, the polished interlayer insulating film has the largest thickness on the monitor pattern 9a arranged between the regions 5a where the wirings having a large line width are densely arranged. Is smaller than the maximum value of the film thickness in the chip region 5.

【0045】一方、チップ領域5内において層間絶縁膜
10の膜厚が最小値となるポイント12dは、細い配線
7bが最も疎に配置されている部分になる。そして、各
モニタパターン9は、この細い配線7bよりも幅が広い
ため、モニタパターン9上における膜厚のうちの最小値
は、チップ領域5における膜厚の最小値よりも厚くな
る。たとえば、図1においては、線幅が細い配線7bが
疎に配置された領域5b間のモニタパターン9b上にお
いて、研磨後の層間絶縁膜の膜厚が最も薄くなるが、こ
の膜厚はチップ領域5における膜厚の最小値よりも厚く
なるのである。
On the other hand, a point 12d where the film thickness of the interlayer insulating film 10 is minimum in the chip region 5 is a portion where the thin wiring 7b is arranged most sparsely. Since each monitor pattern 9 is wider than the thin wiring 7b, the minimum value of the film thickness on the monitor pattern 9 is larger than the minimum value of the film thickness in the chip region 5. For example, in FIG. 1, the thickness of the polished interlayer insulating film is the smallest on the monitor pattern 9b between the regions 5b where the thin lines 7b are sparsely arranged. 5 is larger than the minimum value of the film thickness.

【0046】以上のことから、全てのモニタパターン9
(9a,9b)上において測定された層間絶縁膜10の
膜厚の最大値と最小値とから、チップ領域5内における
層間絶縁膜10の膜厚の最小値と最大値、すなわち研磨
量のばらつきを予想することができる。そして、これら
の測定値に基づいて、研磨量を管理しながらCMP研磨
を過不足なく終了させるのである。
From the above, all monitor patterns 9
From the maximum value and the minimum value of the film thickness of the interlayer insulating film 10 measured on (9a, 9b), the minimum value and the maximum value of the film thickness of the interlayer insulating film 10 in the chip region 5, that is, the variation of the polishing amount. Can be expected. Then, based on these measured values, the CMP polishing is terminated without excess or deficiency while controlling the polishing amount.

【0047】例えば、チップ領域5内における層間絶縁
膜10の膜厚の最大値と最小値との中間値は、モニタパ
ターン9上における層間絶縁膜10の膜厚のうちの最大
値と最小値との中間値とほぼ等しくなる。
For example, an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the film thickness of the interlayer insulating film 10 in the chip region 5 is the maximum value and the minimum value of the film thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor pattern 9. Is almost equal to the intermediate value of.

【0048】そこで、層間絶縁膜10の膜厚のばらつき
を一定規格範囲内に抑えてCMP研磨を終了させるため
に、測定された層間絶縁膜10の膜厚の中間値(すなわ
ち、おおよそチップ領域5内における膜厚の中間値)が
規格範囲の中心値となるようにCMP研磨を行う。これ
によって、工程上のばらつきがあってもチップ領域5内
における層間絶縁膜10の膜厚のばらつきが規格範囲内
に入るようにする。
Therefore, in order to suppress the variation of the film thickness of the interlayer insulating film 10 within a certain standard range and finish the CMP polishing, an intermediate value of the measured film thickness of the interlayer insulating film 10 (that is, approximately the chip region 5) is used. CMP polishing is performed so that the intermediate value of the film thickness within the range is the center value of the standard range. Thereby, even if there is a variation in the process, the variation in the film thickness of the interlayer insulating film 10 in the chip region 5 falls within the standard range.

【0049】以上第1実施形態で説明した製造方法およ
び、スクライブライン3上に複数のモニタパターン9が
配置された第1実施形態の半導体装置においては、チッ
プ領域5の周囲の複数箇所において層間絶縁膜10の膜
厚を測定することが可能になる。したがって、複数の膜
厚測定値からチップ領域5面内における層間絶縁膜10
の膜厚のばらつきを精度良く予測することが可能にな
る。したがって、チップ領域5内に複数のモニタパター
ンを配置することなく、つまり、チップ領域5における
配線の設計自由度を確保しながらも、高精度に研磨量を
管理しながらCMP研磨を行うことが可能になる。
In the manufacturing method described in the first embodiment and the semiconductor device of the first embodiment in which the plurality of monitor patterns 9 are arranged on the scribe line 3, the interlayer insulation is provided at a plurality of locations around the chip region 5. The thickness of the film 10 can be measured. Therefore, the interlayer insulating film 10 in the chip area 5 plane is obtained from a plurality of thickness measurement values.
Can be accurately predicted. Therefore, it is possible to perform the CMP polishing without arranging a plurality of monitor patterns in the chip region 5, that is, while controlling the polishing amount with high accuracy while securing the freedom of the wiring design in the chip region 5. become.

【0050】以上の第1実施形態においては、各モニタ
パターン9のうちから、層間絶縁膜10の膜厚の平均的
な値が得られるモニタパターンを予め選択しておき、C
MP研磨の際には選択されたモニタパターン上において
のみ、層間絶縁膜10の膜厚を測定するようにしても良
い。尚ここで、平均的な値とは、全てのモニタパターン
9上における層間絶縁膜10の膜厚の平均値または中間
値等の統計的な値であることとする。
In the above-described first embodiment, a monitor pattern from which the average value of the film thickness of the interlayer insulating film 10 is obtained is selected in advance from among the monitor patterns 9 and C
At the time of MP polishing, the film thickness of the interlayer insulating film 10 may be measured only on the selected monitor pattern. Here, the average value is a statistical value such as an average value or an intermediate value of the thicknesses of the interlayer insulating films 10 on all the monitor patterns 9.

【0051】例えば、上述したように、チップ領域5内
における層間絶縁膜10の膜厚の最大値と最小値との中
間値は、モニタパターン9上における層間絶縁膜10の
膜厚のうちの最大値と最小値との中間値とほぼ等しくな
る。
For example, as described above, the intermediate value between the maximum value and the minimum value of the film thickness of the interlayer insulating film 10 in the chip region 5 is the maximum value of the film thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor pattern 9. It is almost equal to the intermediate value between the value and the minimum value.

【0052】そこで、製造工程中におけるCMP研磨に
先立ち、予め試験的なCMP研磨を行い、全てのモニタ
パターン9上における層間絶縁膜10の膜厚を測定して
おく。そして得られた測定値の中から、例えば上述の最
大値と最小値とを示すモニタパターンを選択し、その測
定値が得られるモニタパターン9a,9bを、製造工程
中における測定用のモニタパターンとして選択してお
く。尚、ここで選択するモニタパターン9a,9bは、
測定に要する時間を短縮する観点から、チップ領域5上
における層間絶縁膜10のばらつきの予測精度が保たれ
る範囲で少ない数であることが望ましい。
Therefore, prior to the CMP polishing during the manufacturing process, a test CMP polishing is performed in advance, and the thickness of the interlayer insulating film 10 on all the monitor patterns 9 is measured. Then, for example, monitor patterns indicating the above-described maximum value and minimum value are selected from the obtained measured values, and the monitor patterns 9a and 9b from which the measured values are obtained are used as monitor patterns for measurement during the manufacturing process. Select it. The monitor patterns 9a and 9b selected here are:
From the viewpoint of reducing the time required for the measurement, it is desirable that the number is small as long as the accuracy of the prediction of the variation of the interlayer insulating film 10 on the chip region 5 is maintained.

【0053】そして、製造工程におけるCMP研磨にお
いては、選択されたモニタパターン9a,9b上におい
て測定した層間絶縁膜10の膜厚から得られた中間値か
ら、チップ領域5上における層間絶縁膜10の中間値を
予測し、上述したようにして、過不足なくCMP研磨を
終了させる。
In the CMP polishing in the manufacturing process, an intermediate value obtained from the film thickness of the interlayer insulating film 10 measured on the selected monitor patterns 9a and 9b is used to calculate the thickness of the interlayer insulating film 10 on the chip region 5. The intermediate value is predicted, and the CMP polishing is completed without excess or deficiency as described above.

【0054】このように、全てのモニタパターン9の中
から、平均的な値を示すモニタパターンを選択し、選択
されたモニタパターン上においてのみ層間絶縁膜10の
膜厚を測定することで、上述の第1実施形態の効果に加
えて、測定に要する時間を短縮することが可能になると
いう効果を得ることができる。尚、試験的なCMP研磨
によって選択されるモニタパターンは、上述した最大値
及び最小値を示すものに限定されることはなく、全ての
モニタパターン9上における層間絶縁膜10の膜厚の平
均的な値を示すものであれば良い。
As described above, by selecting a monitor pattern showing an average value from all the monitor patterns 9 and measuring the film thickness of the interlayer insulating film 10 only on the selected monitor pattern, In addition to the effect of the first embodiment, an effect that the time required for measurement can be reduced can be obtained. Note that the monitor pattern selected by the experimental CMP polishing is not limited to the one showing the maximum value and the minimum value described above, and the average of the film thickness of the interlayer insulating film 10 on all the monitor patterns 9 is not limited. What is necessary is just to show a suitable value.

【0055】(第2実施形態)図3は、第2実施形態を
説明するための要部断面図であり、以下にこの図を用い
て第2実施形態の半導体装置及びその製造方法を説明す
る。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a cross-sectional view of a principal part for describing a second embodiment. The semiconductor device of the second embodiment and a method of manufacturing the same will be described below with reference to FIG. .

【0056】先ず、ウエハ1の表面側のチップ領域上
に、配線7を形成する。この際、チップ領域の一部に
は、例えばメモリ領域のように細い配線7bが密集した
状態で連続発生している密集領域5cが配置される。そ
して、この配線7bの形成と同時に、密集領域5cの端
部(密集領域端)Aから300μmよりも近い位置にモ
ニタパターン8を形成する。
First, the wiring 7 is formed on the chip region on the front surface side of the wafer 1. At this time, in a part of the chip area, for example, a dense area 5c in which thin wires 7b are continuously generated in a dense state like a memory area is arranged. Then, at the same time as the formation of the wiring 7b, the monitor pattern 8 is formed at a position closer than 300 μm from the end A of the dense area 5c (end of the dense area).

【0057】ここで、モニタパターン8は、第1実施形
態で説明したと同様の平面形状を有することとする。そ
して、密集領域端Aから300μmよりも近い位置に、
例えばモニタパターン8の中心位置Oが配置されるよう
にする。つまり、密集領域端Aとモニタパターン8の中
心位置Oとの距離tが、300μmよりも小さい値にな
ることとする。
Here, it is assumed that the monitor pattern 8 has the same planar shape as that described in the first embodiment. Then, at a position closer than 300 μm from the dense area end A,
For example, the center position O of the monitor pattern 8 is arranged. That is, the distance t between the dense area end A and the center position O of the monitor pattern 8 is a value smaller than 300 μm.

【0058】以上の後、これらの配線7及びモニタパタ
ーン8を覆う状態で、層間絶縁膜10を形成する。次
に、層間絶縁膜10をCMP研磨することによって、層
間絶縁膜10の表面を平坦化する。この際、モニタパタ
ーン8上の層間絶縁膜10の膜厚を測定することによっ
て、密集領域5c上における層間絶縁膜10の膜厚を予
測し、その研磨量を管理しながCMP研磨を行う。密集
領域5c上における研磨量は、密集領域端Aとモニタパ
ターン8との距離tと、モニタパターン8上における層
間絶縁膜10の膜厚との関係から求める。
After the above, an interlayer insulating film 10 is formed so as to cover the wiring 7 and the monitor pattern 8. Next, the surface of the interlayer insulating film 10 is planarized by subjecting the interlayer insulating film 10 to CMP polishing. At this time, by measuring the film thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor pattern 8, the film thickness of the interlayer insulating film 10 on the dense area 5c is predicted, and the CMP polishing is performed while controlling the polishing amount. The amount of polishing on the dense area 5c is determined from the relationship between the distance t between the end A of the dense area and the monitor pattern 8 and the thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor pattern 8.

【0059】図4(a)は、密集領域端Aとモニタパタ
ーン8との距離tとモニタパターン8上における層間絶
縁膜10の膜厚との関係を示すグラフである。また、図
4(b)は、図4(a)における密集領域端Aにおける
(すなわち距離t=0における)層間絶縁膜の膜厚を、
同じ値に合わせたグラフである。これらのグラフから、
密集領域端Aから300μmの範囲であれば、層間絶縁
膜10の膜厚の変化は、その全体的な膜厚によらず密集
領域端Aからの距離に対応した同様の挙動を示すことが
わかる。
FIG. 4A is a graph showing the relationship between the distance t between the dense area end A and the monitor pattern 8 and the thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor pattern 8. FIG. 4B shows the thickness of the interlayer insulating film at the dense region end A in FIG. 4A (that is, at the distance t = 0).
It is a graph according to the same value. From these graphs,
It can be seen that within a range of 300 μm from the end A of the dense region, the change in the thickness of the interlayer insulating film 10 shows the same behavior corresponding to the distance from the end A of the dense region irrespective of the overall thickness. .

【0060】ここで、図5(a),図5(b)には密集
領域5cの周辺における配線7の配置状態が異なる部分
におけるCMP研磨後の断面図を示す。図5(a)は、
細い配線7bが密に配置された密集領域5cの周辺に線
幅の太い配線7aが密に配置されている部分を示し、図
5(b)は、密集領域5cの周辺に線幅の細い配線7b
が疎な状態で配置されている部分を示している。
Here, FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views of portions around the dense area 5c where the arrangement state of the wiring 7 is different after CMP polishing. FIG. 5 (a)
FIG. 5 (b) shows a portion where the thick line 7a is densely arranged around the dense region 5c where the thin line 7b is densely arranged. FIG. 5 (b) shows the thin line around the dense region 5c. 7b
Indicates a portion arranged in a sparse state.

【0061】これらの図に示すように、太い配線7aが
密に配置されている領域5a上における層間絶縁膜10
の膜厚13aは、細い配線7bが疎な状態で配置されて
いる領域5b上における層間絶縁膜10の膜厚13bよ
りも厚くなる。これに伴い、太い配線7aが密に配置さ
れている領域5aの近くに位置する密集領域5c上の層
間絶縁膜10の膜厚13eaは、細い配線7bが疎な状
態で配置されている領域5bの近くに位置する密集領域
5c上の層間絶縁膜10の膜厚13ebよりも厚くな
る。
As shown in these figures, the interlayer insulating film 10 on the region 5a where the thick wiring 7a is densely arranged is provided.
Is thicker than the film thickness 13b of the interlayer insulating film 10 on the region 5b where the thin wires 7b are sparsely arranged. Along with this, the film thickness 13ea of the interlayer insulating film 10 on the dense area 5c located near the area 5a where the thick wiring 7a is densely arranged is reduced to the area 5b where the thin wiring 7b is arranged in a sparse state. Is thicker than the film thickness 13eb of the interlayer insulating film 10 on the dense region 5c located near the center.

【0062】しかしながら、密集領域5cの端部(すな
わち密集領域端A)を基準として、この密集領域端Aか
ら近い場合には、密集領域端Aからの距離に対する層間
絶縁膜10の膜厚の変化量14a,14bはほぼ同じ値
であり、密集領域端Aに近いほどそのばらつきは小さ
い。逆に密集領域端Aから離れるほど、膜厚の変化量1
4c、14dの差が大きくなる。
However, with reference to the end of the dense region 5c (ie, the end of the dense region A), when the distance from the end A of the dense region is small, the change in the thickness of the interlayer insulating film 10 with respect to the distance from the end A of the dense region The quantities 14a and 14b have substantially the same value, and the closer to the dense area end A, the smaller the variation. Conversely, the further away from the dense area end A, the more the change in film thickness 1
The difference between 4c and 14d increases.

【0063】以上のことから、層間絶縁膜10の膜厚の
変化量がほぼ同じ値に保たれる程度に密集領域端Aから
近い位置、すなわち図4のグラフに示されるように密集
領域端Aから300μmより近い位置におけるモニタパ
ターン上の層間絶縁膜10の膜厚を測定することで、密
集領域5cの層間絶縁膜10の膜厚を予測されることに
なる。
From the above, the position close to the dense region end A to the extent that the amount of change in the thickness of the interlayer insulating film 10 is maintained at substantially the same value, that is, as shown in the graph of FIG. By measuring the film thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor pattern at a position closer than 300 μm from the distance, the film thickness of the interlayer insulating film 10 in the dense region 5c is predicted.

【0064】つまり、CMP研磨の際に研磨膜厚を管理
するにあたり、密集領域5cにおける層間絶縁膜10の
膜厚を検知したい場合には、予め、密集領域端Aから3
00μmの範囲における密集領域端A−モニタパターン
8間の距離tとモニタパターン8上における層間絶縁膜
10の膜厚との関係(すなわち、図4)を得ておく。そ
して、製造工程におけるCMP研磨の際には、密集領域
端Aとモニタパターン8との距離tと、密集領域5cの
近傍に配置されたモニタパターン8上において測定され
た層間絶縁膜10の膜厚とを、上記関係に照らし合わせ
て密集領域5cにおける層間絶縁膜10の膜厚を求め、
この膜厚に基づいて研磨膜厚の管理を行う。
In other words, when controlling the thickness of the polished film during CMP polishing, if it is desired to detect the film thickness of the interlayer insulating film 10 in the dense region 5c, it is necessary to preliminarily measure 3 to 3
A relationship between the distance t between the dense area end A and the monitor pattern 8 in the range of 00 μm and the thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor pattern 8 (that is, FIG. 4) is obtained. In the CMP process in the manufacturing process, the distance t between the dense area end A and the monitor pattern 8 and the thickness of the interlayer insulating film 10 measured on the monitor pattern 8 arranged near the dense area 5c The thickness of the interlayer insulating film 10 in the dense region 5c is determined in light of the above relationship,
The polishing film thickness is controlled based on the film thickness.

【0065】例えば、密集領域端Aから300μmの範
囲における密集領域端A−モニタパターン8間の距離t
とモニタパターン8上における層間絶縁膜10の膜厚と
の関係が、密集領域端Aから100μm離れる毎に層間
絶縁膜10の膜厚が10nm薄くなるといったような1
次関数的な関係である場合、密集領域5cにおける層間
絶縁膜の膜厚(nm)=モニタパターン上の膜厚(n
m)+距離t(μm)×10(nm)/100(μm)
によって求められる。
For example, the distance t between the dense area end A and the monitor pattern 8 in the range of 300 μm from the dense area end A
And the film thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor pattern 8 is such that the film thickness of the interlayer insulating film 10 is reduced by 10 nm every 100 μm from the dense area end A.
In the case of a quadratic relationship, the thickness (nm) of the interlayer insulating film in the dense region 5c = the thickness (n) of the monitor pattern
m) + distance t (μm) × 10 (nm) / 100 (μm)
Required by

【0066】以上説明した第2実施形態の方法によれ
ば、上部において層間絶縁膜10の膜厚を測定できない
ような線幅の細い配線7bが密集して配置されている密
集領域5cにおける層間絶縁膜10の膜厚を、その周囲
に配置したモニタパターン8上における層間絶縁膜10
の膜厚から正確に予測することが可能になる。したがっ
て、CMP研磨における研磨膜厚を管理するためのデー
タとして、この密集領域5c上における層間絶縁膜10
の膜厚を用いることが可能になり、研磨膜厚の管理精度
を向上させることが可能になる。
According to the method of the second embodiment described above, the interlayer insulation in the dense region 5c in which the wiring 7b having a small line width such that the thickness of the interlayer insulation film 10 cannot be measured is densely arranged at the upper portion. The thickness of the interlayer insulating film 10 on the monitor pattern 8 disposed around the film 10
Can be accurately predicted from the thickness of the film. Therefore, as data for managing the polishing film thickness in the CMP polishing, the interlayer insulating film 10 on the dense region 5c is used as data.
It is possible to use the film thickness of, and it is possible to improve the accuracy of controlling the polishing film thickness.

【0067】(第3実施形態)図6は、第3実施形態を
説明するための平面図であり、以下にこの図を用いて第
3実施形態の半導体装置及びその製造方法を説明する。
(Third Embodiment) FIG. 6 is a plan view for explaining a third embodiment. Hereinafter, a semiconductor device of the third embodiment and a method for manufacturing the same will be described with reference to FIG.

【0068】この図に示す半導体装置は、複数のマクロ
15とそれ以外の他の領域16をチップ領域5内に配置
した構成になっている。各マクロ15は、配線レイアウ
トが規格化されている機能領域(すなわち規格設計領
域)であり、例えば、細い配線(図示省略)が密集した
状態で連続発生しているメモリ15aと、周辺回路領域
15bとで構成された同一レイアウトになっている。
The semiconductor device shown in this figure has a configuration in which a plurality of macros 15 and other areas 16 are arranged in a chip area 5. Each macro 15 is a functional area in which the wiring layout is standardized (that is, a standard design area). For example, a memory 15a in which thin wirings (not shown) are continuously generated in a dense state, and a peripheral circuit area 15b And the same layout.

【0069】そしてここでは特に、半導体装置の設計段
階において、これらのマクロ15を構成するパターンと
して複数のモニタパターン8を組み込んでおくこととす
る。つまり、このマクロ15を備えた半導体装置におい
ては、異なる製品であってもそれぞれのマクロ15内の
同一位置にモニタパターン8が配置されることになる。
この場合、メモリ領域15aは、細い配線が密に配置さ
れた密集領域であり、この内部には、モニタパターン8
を配置する隙間がない。このため、この密集領域5cの
外の空き領域、周辺回路領域15b内やその近傍にモニ
タパターン8を配置する。
Here, in particular, a plurality of monitor patterns 8 are incorporated as patterns constituting these macros 15 in the design stage of the semiconductor device. That is, in the semiconductor device provided with the macro 15, the monitor pattern 8 is arranged at the same position in each macro 15 even for different products.
In this case, the memory area 15a is a dense area in which thin wirings are densely arranged, and inside this area, the monitor pattern 8
There is no gap to place. For this reason, the monitor pattern 8 is arranged in an empty area outside the dense area 5c, in the peripheral circuit area 15b or in the vicinity thereof.

【0070】そして、これらの領域を覆う層間絶縁膜
(図示省略)をCMP研磨する際には、各モニタパター
ン8上における層間絶縁膜の膜厚を測定し、この測定値
に基づいて研磨膜厚を管理する。
When the interlayer insulating film (not shown) covering these regions is polished by CMP, the thickness of the interlayer insulating film on each monitor pattern 8 is measured, and the thickness of the polished film is determined based on the measured value. Manage.

【0071】この際、予め、1つのマクロ15内に配置
された複数のモニタパターン8の内から、層間絶縁膜の
膜厚が、マクロ15内における層間絶縁膜の膜厚の平均
値または中間値となるモニタパターンを選択し、選択さ
れたモニタパターン上の層間絶縁膜の膜厚を測定するよ
うにしても良い。また、層間絶縁膜の膜厚が、マクロ1
5内における層間絶縁膜の膜厚の平均値または中間値に
対して一定の差を示す値となるモニタパターンを選択
し、選択されたモニタパターン上の層間絶縁膜の膜厚を
測定するようにしても良い。この場合、その膜厚測定値
から平均値または中間値を算出して研磨膜厚を管理す
る。
At this time, from among the plurality of monitor patterns 8 arranged in advance in one macro 15, the thickness of the interlayer insulating film is set to the average value or the intermediate value of the thickness of the interlayer insulating film in the macro 15. May be selected, and the thickness of the interlayer insulating film on the selected monitor pattern may be measured. Also, if the thickness of the interlayer insulating film is macro 1
5, a monitor pattern having a value showing a certain difference with respect to the average value or the intermediate value of the film thickness of the interlayer insulating film is selected, and the film thickness of the interlayer insulating film on the selected monitor pattern is measured. May be. In this case, an average value or an intermediate value is calculated from the measured film thickness to control the thickness of the polished film.

【0072】このような方法によれば、規格化されたマ
クロ15内に予めモニタパターン8を組み込んだこと
で、モニタパターン8の周辺における配線レイアウトを
常に一定に保つことができる。したがって、異なる製品
であっても、周辺の配線レイアウトに干渉されることな
く、これらのモニタパターン8上における層間絶縁膜の
膜厚を測定することで、マクロ15内における被研磨層
の膜厚分布(あるいは膜厚の平均値)を正確に予測し、
研磨膜厚の管理精度の向上を図ることが可能になる。
According to such a method, by incorporating the monitor pattern 8 in the standardized macro 15 in advance, the wiring layout around the monitor pattern 8 can always be kept constant. Therefore, even if the products are different, the thickness distribution of the polished layer in the macro 15 can be measured by measuring the thickness of the interlayer insulating film on these monitor patterns 8 without being interfered by the peripheral wiring layout. (Or average value of film thickness),
It is possible to improve the control accuracy of the polishing film thickness.

【0073】尚、本第3実施形態においては、第2実施
形態で説明したように、複数のモニタパターン8の内の
いくつかを、メモリ領域15aのような配線の密集領域
の端部から300μmよりも近い領域に配置すること
で、メモリ領域15aにおける層間絶縁膜10の膜厚を
正確に予測することが可能になる。したがって、CMP
研磨における研磨膜厚の管理を行うためのデータとし
て、メモリ領域15aの膜厚を用いることができ、さら
に研磨膜厚の管理精度を向上させることが可能になる。
In the third embodiment, as described in the second embodiment, some of the plurality of monitor patterns 8 are set to 300 μm from the end of the dense wiring area such as the memory area 15a. By arranging the interlayer insulating film 10 in a closer area, the thickness of the interlayer insulating film 10 in the memory area 15a can be accurately predicted. Therefore, CMP
As data for controlling the thickness of the polished film in polishing, the thickness of the memory region 15a can be used, and the accuracy of controlling the polished film thickness can be further improved.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法及び半導体装置によれば、チップ領域内全体
における被研磨層の膜厚をより精度良く把握することが
可能になり、被研磨層の平坦化研磨において研磨膜厚の
管理精度の向上を図ることが可能になる。この結果、被
研磨層の膜厚精度が良好に管理された半導体装置を得る
ことが可能になる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, it is possible to more accurately grasp the thickness of the layer to be polished in the entire chip region, and In the flattening polishing of the layer, it is possible to improve the control accuracy of the polishing film thickness. As a result, it is possible to obtain a semiconductor device in which the thickness accuracy of the layer to be polished is well controlled.

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

【図1】本発明の第1実施形態を説明するための平面図
である。
FIG. 1 is a plan view for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態を説明するための断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施形態を説明するための断面図
である。
FIG. 3 is a sectional view for explaining a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施形態を説明するためのグラフ
である。
FIG. 4 is a graph for explaining a second embodiment of the present invention.

【図5】研磨後膜厚の下地パターン依存性を説明するた
めの断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the dependence of the film thickness after polishing on the underlying pattern.

【図6】本発明の第3実施形態を説明するための平面図
である。
FIG. 6 is a plan view for explaining a third embodiment of the present invention.

【図7】CMP研磨を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining CMP polishing.

【図8】半導体装置の製造工程におけるCMP研磨を説
明するための断面工程図である。
FIG. 8 is a cross-sectional process diagram for explaining CMP polishing in the manufacturing process of the semiconductor device.

【図9】従来の半導体装置及びその製造方法を説明する
ためのモニタパターンの配置を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing an arrangement of monitor patterns for explaining a conventional semiconductor device and a method of manufacturing the same.

【図10】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面工程図である。
FIG. 10 is a sectional process view illustrating a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図11】従来の技術の課題を説明するための断面図
(その1)である。
FIG. 11 is a cross-sectional view (part 1) for describing a problem of the conventional technique.

【図12】従来の技術の課題を説明するための平面図で
ある。
FIG. 12 is a plan view for explaining a problem of a conventional technique.

【図13】従来の技術の課題を説明するための断面図
(その2)である。
FIG. 13 is a sectional view (part 2) for describing a problem of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ウエハ、3…スクライブライン、5…チップ領域、
7,7a,7b…配線(機能パターン)、8,9,9
a,9b…モニタパターン、10…層間絶縁膜(被研磨
層)、15…マクロ(規格設計領域)、A…密集領域
端、t…距離
1 ... wafer, 3 ... scribe line, 5 ... chip area,
7, 7a, 7b ... wiring (functional pattern), 8, 9, 9
a, 9b: monitor pattern, 10: interlayer insulation film (layer to be polished), 15: macro (standard design area), A: edge of dense area, t: distance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/88 S (72)発明者 白数 哲哉 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 井谷 直毅 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 4M106 AA01 AA07 AA12 CA24 CA48 DH03 DH57 DJ32 5F033 HH00 QQ48 RR00 UU03 VV12 WW01 XX01 5F043 AA29 DD16 DD25 FF07 GG03──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/88 S (72) Inventor Tetsuya Shiratsuka 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Within Fujitsu Limited (72) Inventor Naoki Iya 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture F-term within Fujitsu Limited (reference) 4M106 AA01 AA07 AA12 CA24 CA48 DH03 DH57 DJ32 5F033 HH00 QQ48 RR00 UU03 VV12 WW01 XX01 5F043 AA29 DD16 DD25 FF07 GG03

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機能パターンの形成と同一工程でウエハ
表面側のスクライブライン上にモニタパターンを形成
し、前記機能パターン及びモニタパターンを覆う状態で
前記ウエハ上に被研磨層を形成し、前記モニタパターン
上で測定される前記被研磨層の膜厚に基づいて研磨膜厚
を管理しながら当該被研磨層の平坦化研磨を行う半導体
装置の製造方法において、 前記モニタパターンを形成する工程では、前記スクライ
ブライン上に複数のモニタパターンを形成し、 前記被研磨層の平坦化研磨を行う工程では、前記複数の
モニタパターン上で測定される前記被研磨層の膜厚に基
づいて当該被研磨層の研磨膜厚を管理することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
1. A monitor pattern is formed on a scribe line on a wafer surface side in the same step as the formation of a functional pattern, and a layer to be polished is formed on the wafer so as to cover the functional pattern and the monitor pattern. In a method of manufacturing a semiconductor device for performing flattening and polishing of a polished layer while controlling a polished film thickness based on a film thickness of the polished layer measured on a pattern, the step of forming the monitor pattern includes: Forming a plurality of monitor patterns on a scribe line, in the step of flattening and polishing the layer to be polished, the polishing of the layer to be polished based on the film thickness of the layer to be polished measured on the plurality of monitor patterns. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising controlling a polished film thickness.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記被研磨層の平坦化研磨を行う工程の前に、試験的な
平坦化研磨を行って前記複数のモニタパターン上におけ
る前記被研磨層の膜厚を測定し、測定された膜厚の中か
ら平均的な値が得られるモニタパターンを選択し、 前記被研磨層の平坦化研磨を行う工程では、前記選択さ
れたモニタパターン上で測定される前記被研磨層の膜厚
に基づいて当該被研磨層の研磨膜厚を管理することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein prior to the step of flattening and polishing the layer to be polished, trial flattening and polishing are performed on the plurality of monitor patterns. Measuring the film thickness of the polishing layer, selecting a monitor pattern from which an average value can be obtained from the measured film thickness, and performing the flattening polishing of the polished layer, Controlling the polished film thickness of the polished layer based on the film thickness of the polished layer measured by the method.
【請求項3】 ウエハ表面側の機能パターンを覆う状態
で当該ウエハ上に形成された被研磨層を平坦化研磨する
半導体装置の製造方法において、 前記機能パターンの形成と同一工程で、当該機能パター
ンの密集領域端から300μmよりも近い領域にモニタ
パターンを形成し、 前記機能パターン及び前記モニタパターンを覆う状態で
前記ウエハ上に被研磨層を形成し、 前記モニタパターン上で測定される前記被研磨層の膜厚
に基づいて研磨膜厚を管理しながら当該被研磨層の平坦
化研磨を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A method of manufacturing a semiconductor device in which a layer to be polished formed on a wafer is planarized and polished so as to cover a functional pattern on a wafer surface side, wherein the functional pattern is formed in the same step as the formation of the functional pattern. Forming a monitor pattern in an area closer than 300 μm from the end of the dense area, forming a layer to be polished on the wafer so as to cover the functional pattern and the monitor pattern, and measuring the polished layer measured on the monitor pattern. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: flattening and polishing a layer to be polished while controlling a polishing film thickness based on a film thickness of the layer.
【請求項4】 請求項3記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記被研磨層の平坦化研磨を行う工程の前に、試験的な
平坦化研磨を行って前記機能パターンの密集領域端と前
記モニタパターンとの距離と当該モニタパターン上にお
ける前記被研磨層の膜厚との関係を得ておき、 前記平坦化研磨を行う工程では、前記モニタパターン上
において測定される前記被研磨層の膜厚及び当該モニタ
パターンと前記密集領域端との距離を前記関係に対応さ
せることで前記機能パターンの密集領域上における前記
被研磨層の膜厚を求め、この値に基づいて研磨膜厚を管
理することを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein prior to the step of flattening and polishing the layer to be polished, trial flattening and polishing are performed to form an edge of the dense region of the functional pattern and In the step of obtaining the relationship between the distance to a monitor pattern and the thickness of the layer to be polished on the monitor pattern, and performing the flattening polishing, the thickness of the layer to be polished measured on the monitor pattern And determining the thickness of the layer to be polished on the dense area of the functional pattern by associating the distance between the monitor pattern and the edge of the dense area with the relationship, and managing the polished film thickness based on this value. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項5】 ウエハ表面側の機能パターンを覆う状態
で当該ウエハ上に形成された被研磨層を平坦化研磨する
半導体装置の製造方法において、 機能パターンの配置が規格化されている規格設計領域内
に予めモニタパターンを組み込んでおき、 前記機能パターンの形成と同一工程で、前記ウエハの表
面側の規格設計領域内に前記モニタパターンを形成し、 前記機能パターン及び前記モニタパターンを覆う状態で
前記ウエハ上に被研磨層を形成し、 前記モニタパターン上で測定される前記被研磨層の膜厚
に基づいて研磨膜厚を管理しながら当該被研磨層の平坦
化研磨を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A method for manufacturing a semiconductor device for planarizing and polishing a layer to be polished formed on a wafer in a state of covering a functional pattern on a front surface side of the wafer, wherein a standard design area in which arrangement of the functional patterns is standardized. In the same step as the formation of the functional pattern, the monitor pattern is formed in a standard design region on the front surface side of the wafer, and the monitor pattern is formed in a state of covering the functional pattern and the monitor pattern. Forming a layer to be polished on a wafer, and performing flattening polishing of the layer to be polished while controlling a polishing film thickness based on the film thickness of the layer to be polished measured on the monitor pattern. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項6】 請求項5記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記モニタパターンは、前記規格設計領域内における機
能パターンの密集領域端から300μmよりも近い領域
に配置されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. The semiconductor device manufacturing method according to claim 5, wherein the monitor pattern is arranged in an area closer than 300 μm from an end of a dense area of the functional patterns in the standard design area. Device manufacturing method.
【請求項7】 請求項6記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記被研磨層の平坦化研磨を行う工程の前に、試験的な
平坦化研磨を行って前記機能パターンの密集領域端と前
記モニタパターンとの距離と前記被研磨層の膜厚との関
係を得ておき、 前記平坦化研磨を行う工程では、前記モニタパターン上
において測定された前記被研磨層の膜厚及び当該モニタ
パターンと前記密集領域端との距離を前記関係に対応さ
せることで前記機能パターンの密集領域上における前記
被研磨層の膜厚を求め、この値に基づいて研磨膜厚を管
理す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 6, wherein before the step of flattening and polishing the layer to be polished, trial flattening and polishing is performed so that the edge of the dense region of the functional pattern is The relationship between the distance to a monitor pattern and the thickness of the polished layer is obtained, and in the step of performing the planarization polishing, the thickness of the polished layer measured on the monitor pattern and the monitor pattern are determined. A semiconductor wherein the thickness of the polished layer on the dense area of the functional pattern is determined by associating the distance with the edge of the dense area with the relationship, and the polished film thickness is controlled based on this value. Device manufacturing method.
【請求項8】 ウエハ表面側のスクライブライン上に、
上層の被研磨層の膜厚を測定する際の下地となるモニタ
パターンが複数設けられていることを特徴とする半導体
装置。
8. A scribe line on a wafer surface side,
A semiconductor device comprising a plurality of monitor patterns serving as bases when measuring the thickness of an upper layer to be polished.
【請求項9】 ウエハ上に設けられた機能パターンの密
集領域端から300μmよりも近い領域に、上層の被研
磨層の膜厚を測定する際に下地となるモニタパターンが
設けられていることを特徴とする半導体装置。
9. A monitor pattern serving as a base when measuring a film thickness of an upper layer to be polished is provided in an area closer than 300 μm from an end of a dense area of a functional pattern provided on a wafer. Characteristic semiconductor device.
【請求項10】 規格化された機能パターンの規格設計
領域内に、上層の被研磨層の膜厚を測定する際に下地と
なるモニタパターンが前記機能パターンと共に組み込ま
れていることを特徴とする半導体装置。
10. A monitor pattern serving as a base when measuring the film thickness of an upper layer to be polished is incorporated in the standard design region of the standardized function pattern together with the function pattern. Semiconductor device.
【請求項11】 請求項10記載の半導体装置におい
て、 前記モニタパターンは、前記規格設計領域内における機
能パターンの密集領域端から300μmよりも近い領域
に配置されていることを特徴とする半導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 10, wherein the monitor pattern is arranged in an area closer than 300 μm from an end of a dense area of the functional patterns in the standard design area.
JP2000269528A 2000-09-06 2000-09-06 Manufacturing method for semiconductor device, and the semiconductor device Pending JP2002083792A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000269528A JP2002083792A (en) 2000-09-06 2000-09-06 Manufacturing method for semiconductor device, and the semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000269528A JP2002083792A (en) 2000-09-06 2000-09-06 Manufacturing method for semiconductor device, and the semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002083792A true JP2002083792A (en) 2002-03-22

Family

ID=18756117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000269528A Pending JP2002083792A (en) 2000-09-06 2000-09-06 Manufacturing method for semiconductor device, and the semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002083792A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005104198A1 (en) * 2004-04-22 2005-11-03 Fujitsu Limited Semiconductor substrate and process for fabricating the same
JP2006165376A (en) * 2004-12-09 2006-06-22 Fujitsu Ltd Electronic equipment and method for designing the same
JP2010067998A (en) * 2003-07-31 2010-03-25 Fujitsu Microelectronics Ltd Method of manufacturing semiconductor device
WO2017149662A1 (en) * 2016-03-01 2017-09-08 三菱電機株式会社 Method for manufacturing semiconductor device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001127014A (en) * 1999-10-27 2001-05-11 Fujitsu Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001127014A (en) * 1999-10-27 2001-05-11 Fujitsu Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010067998A (en) * 2003-07-31 2010-03-25 Fujitsu Microelectronics Ltd Method of manufacturing semiconductor device
US8581249B2 (en) 2004-04-22 2013-11-12 Fujitsu Semiconductor Limited Film thickness monitoring structure for semiconductor substrate
JPWO2005104198A1 (en) * 2004-04-22 2008-03-13 富士通株式会社 Semiconductor substrate and manufacturing method thereof
US7598522B2 (en) 2004-04-22 2009-10-06 Fujitsu Microelectronics Limited Semiconductor substrate and production process thereof
JP4846570B2 (en) * 2004-04-22 2011-12-28 富士通セミコンダクター株式会社 Semiconductor substrate and semiconductor device manufacturing method
WO2005104198A1 (en) * 2004-04-22 2005-11-03 Fujitsu Limited Semiconductor substrate and process for fabricating the same
JP2006165376A (en) * 2004-12-09 2006-06-22 Fujitsu Ltd Electronic equipment and method for designing the same
WO2017149662A1 (en) * 2016-03-01 2017-09-08 三菱電機株式会社 Method for manufacturing semiconductor device
JPWO2017149662A1 (en) * 2016-03-01 2018-09-20 三菱電機株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
CN108701624A (en) * 2016-03-01 2018-10-23 三菱电机株式会社 The manufacturing method of semiconductor device
US10553500B2 (en) 2016-03-01 2020-02-04 Mitsubishi Electric Corporation Method of manufacturing semiconductor apparatus
US11037840B2 (en) 2016-03-01 2021-06-15 Mitsubishi Electric Corporation Method of manufacturing semiconductor apparatus including measuring a film thickness of an SOG film
CN108701624B (en) * 2016-03-01 2023-03-21 三菱电机株式会社 Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3457123B2 (en) Semiconductor device
US6841469B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR100750409B1 (en) Intelligent gate-level fill methods for reducing global pattern density effects
JP2002118235A (en) Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor, and mask for manufacturing the same
KR100335163B1 (en) Semiconductor device and method of fabricating same
JPH07130737A (en) Semiconductor device and its manufacture
US5834375A (en) Chemical-mechanical polishing planarization monitor
US7459798B2 (en) Overlay mark
JP2002083792A (en) Manufacturing method for semiconductor device, and the semiconductor device
US6309900B1 (en) Test structures for testing planarization systems and methods for using same
JP2006128709A (en) Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method therefor
US20020127870A1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device including etching of a peripheral area before chemical-mechanical polishing
US6204073B1 (en) Shallow trench isolation with conductive hard mask for in-line moat/trench width electrical measurements
JP4187426B2 (en) Semiconductor device manufacturing method, mask pattern design method and program
JP3380941B2 (en) Line width management pattern and line width management method using the same
US6495928B1 (en) Transfer mark structure for multi-layer interconnecting and method for the manufacture thereof
JPH10144635A (en) Step prediction and dummy pattern layout after polishing operation for planarization
JP3299486B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6531387B1 (en) Polishing of conductive layers in fabrication of integrated circuits
JP2001127014A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US20220415724A1 (en) Multiple-level interconnect structure and manufacturing method thereof
KR100518244B1 (en) Method of manufacturing alignment keys
JP3983701B2 (en) Semiconductor device
JP2002134449A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20000046956A (en) Method for manufacturing monitoring box for chemical mechanical polishing process

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061220

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20081219

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090209

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090209

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090310

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090805

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20091102

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20091109

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20091102

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100223

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100629