JP2003318179A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same

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JP2003318179A
JP2003318179A JP2002125113A JP2002125113A JP2003318179A JP 2003318179 A JP2003318179 A JP 2003318179A JP 2002125113 A JP2002125113 A JP 2002125113A JP 2002125113 A JP2002125113 A JP 2002125113A JP 2003318179 A JP2003318179 A JP 2003318179A
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JP
Japan
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holes
dummy
insulating film
interlayer insulating
hole
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Application number
JP2002125113A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Hiyakunou
寛之 百濃
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device uniform in product performance and a method of manufacturing the same, wherein an interlayer insulating film uniform in thickness can be obtained in a multilayer interconnection structure. <P>SOLUTION: The semiconductor device is equipped with a lower actual wiring layer 2a and a lower dummy wiring layer 2b formed on a semiconductor substrate 1, an interlayer insulating film 6 formed on the lower actual wiring layer pattern 2a, a plurality of holes 4a bored in the interlayer insulating film 6, W plugs 3a electrically connected to the lower actual wiring layer pattern 2a by filling the holes 4a with W3, dummy holes 4b bored in a region 7b which is low in hole density so as to make the region 7b nearly as high in hole density as a region 7a which is high in hole density, metal plugs 3a formed by filling the dummy holes 4b with W3, an upper actual wiring 5a which is formed on the top surface of the interlayer insulating film 6 and electrically connected to the lower actual wiring pattern 2a through the intermediary of the W plugs 3a, and an upper dummy wiring electrically connected to the lower dummy wiring 2b through the intermediary of the W plugs 3a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、層間絶縁膜に設け
たメタルプラグを介して多層配線構造とした半導体装置
及びそ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 semiconductor device having a multilayer wiring structure via a metal plug provided in an interlayer insulating film and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路素子の高集積化、大容量
化にともなって半導体デバイス上の配線パターンも高密
度化し、配線形成技術はますます微細化及び多層化の方
向に進み、多層配線形成技術の重要性はますます大きく
なっている。
2. Description of the Related Art As semiconductor integrated circuit elements have become highly integrated and have large capacities, wiring patterns on semiconductor devices have become denser, and wiring formation technology has become more and more miniaturized and multilayered. Technology is becoming more and more important.

【0003】多層配線構造を形成する場合、例えば、シ
リコン基板等の半導体基板上にメモリセル等の素子と第
1層のアルミニウム配線を形成し、この第1層のアルミ
ニウム配線上に層間絶縁膜を介して第2層のアルミニウ
ム配線を形成し、第1層のアルミニウム配線と第2層の
アルミニウム配線とを、層間絶縁膜に形成したコンタク
トホールまたはビアホール等の開口部に埋め込んだタン
グステン(W)等のメタルプラグで電気的に接続する構
造とする。
In the case of forming a multilayer wiring structure, for example, an element such as a memory cell and a first layer of aluminum wiring are formed on a semiconductor substrate such as a silicon substrate, and an interlayer insulating film is formed on the first layer of aluminum wiring. A second layer of aluminum wiring is formed via the first layer of aluminum wiring and the second layer of aluminum wiring is buried in an opening such as a contact hole or a via hole formed in the interlayer insulating film. The structure is to be electrically connected with the metal plug of.

【0004】メタルプラグにより第1層のアルミニウム
配線と第2層のアルミニウム配線とを接続するために、
第1層のアルミニウム配線上に成膜した層間絶縁膜に、
フォトレジストの写真製版技術によりコンタクトホール
またはビアホール等の開口部を形成し、開口部を含める
層間絶縁膜上にW等の金属を成膜し、化学的機械的研磨
(Chemical Mechanical Poli
shing(以下、CMPという))法によって、層間
絶縁膜上の金属を除去し、開口部内に金属を残してメタ
ルプラグを形成し、メタルプラグ上に第2層のアルミニ
ウム配線を形成する。
In order to connect the first layer aluminum wiring and the second layer aluminum wiring with a metal plug,
In the interlayer insulating film formed on the first layer of aluminum wiring,
An opening such as a contact hole or a via hole is formed by photolithography of a photoresist, a metal such as W is formed on the interlayer insulating film including the opening, and chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Pol
The metal on the interlayer insulating film is removed by the shing (hereinafter, referred to as CMP) method, the metal is left in the opening to form the metal plug, and the second-layer aluminum wiring is formed on the metal plug.

【0005】図4は、CMP法によるメタルプラグ(W
プラグ)形成における層間絶縁膜の状態を説明する断面
図である。図において、1は半導体基板、2は第1層の
アルミニウム配線、3はW、3aはWプラグ、6は層間
絶縁膜、7aはWプラグ3a個数が密な部分、7bはW
プラグ3a個数が疎な部分である。
FIG. 4 shows a metal plug (W
It is sectional drawing explaining the state of the interlayer insulation film in plug formation. In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a first layer of aluminum wiring, 3 is W, 3a is a W plug, 6 is an interlayer insulating film, 7a is a W plug 3a where the number is dense, and 7b is W.
This is a part where the number of plugs 3a is sparse.

【0006】図4(a)に示したように、半導体基板1
上に形成した第1層のアルミニウム配線2上に層間絶縁
膜6を成膜し、層間絶縁膜6にWプラグ3aを形成する
部分にビアホール4を形成し、タングステン(W)3を
成膜する。
As shown in FIG. 4A, the semiconductor substrate 1
An interlayer insulating film 6 is formed on the first-layer aluminum wiring 2 formed above, a via hole 4 is formed in a portion of the interlayer insulating film 6 where a W plug 3a is formed, and a tungsten (W) 3 film is formed. .

【0007】次に、W3をCMP法で除去する。この
時、ビアホール4内にW3を残し、他の部分にはW3を
残さないようにするために、層間絶縁膜6表面が露出し
た後も研磨を続け、所定量オーバ研磨している。このオ
ーバ研磨時における研磨速度は、Wプラグ3aが密な部
分7aとWプラグ3aが疎な部分7bとで相違し、Wプ
ラグ3aが密な部分7aの研磨速度がWプラグ3aが疎
な部分7bの研磨速度よりも速くなる。
Next, W3 is removed by the CMP method. At this time, in order to leave W3 in the via hole 4 and not W3 in other portions, polishing is continued even after the surface of the interlayer insulating film 6 is exposed, and a predetermined amount is over-polished. The polishing rate during this over-polishing differs between the dense portion 7a of the W plug 3a and the sparse portion 7b of the W plug 3a, and the polishing rate of the dense portion 7a of the W plug 3a is the sparse portion of the W plug 3a. It is faster than the polishing rate of 7b.

【0008】この研磨速度の相違のため、図4(b)に
示したように、層間絶縁膜6が薄くなった部分8(Wプ
ラグ3a個数が密な部分)ができる。
Due to this difference in polishing rate, as shown in FIG. 4B, a thinned portion 8 of the interlayer insulating film 6 (a portion having a large number of W plugs 3a) is formed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、多層配
線構造を形成する場合、Wプラグが密な部分とWプラグ
3が疎な部分とでCMP法における研磨速度が相違し、
Wプラグが密な部分の研磨速度がWプラグが疎な部分の
研磨速度よりも速くなるために、Wプラグが密な部分の
層間絶縁膜薄が薄くなり、後工程におけるプロセスマー
ジンが低下し、また、層間容量がばらついて製品動作が
ばらつくという問題がある。
As described above, when forming a multilayer wiring structure, the polishing rate in the CMP method is different between the dense W plug portion and the sparse W plug 3 portion.
Since the polishing rate of the dense W plug portion is higher than the polishing rate of the sparse W plug portion, the interlayer insulating film in the dense W plug portion becomes thin, and the process margin in the post-process decreases. Further, there is a problem that the interlayer capacitance varies and the product operation also varies.

【0010】本発明は、上記のような問題を解決するも
のであり、多層配線構造を形成する場合に均一な厚さの
層間絶縁膜が得られ、製品動作のばらつきが少ない半導
体装置及びその製造法を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, and when a multilayer wiring structure is formed, an interlayer insulating film having a uniform thickness can be obtained, and a semiconductor device having less variation in product operation and its manufacture. The purpose is to provide the law.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、素子が形成された半導体基板、該半導体基板上に形
成された下層本配線のパターン、該下層本配線のパター
ン上に形成された層間絶縁膜、該層間絶縁膜に複数個の
ホールが形成され、該ホールに金属を埋設することによ
って上記下層本配線のパターンと電気的に接続されたメ
タルプラグ、上記層間絶縁膜に形成されたホール個数が
低密度の領域に、上記層間絶縁膜に形成されたホール個
数が高密度の領域の個数密度と同程度になるようにダミ
ーホールを形成し、該ダミーホールに金属を埋設して形
成したメタルプラグ、上記層間絶縁膜の上面に形成さ
れ、上記下層本配線パターンと電気的に接続されたメタ
ルプラグと電気的に接続された上層本配線パターンを備
えたものである。
A semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate on which elements are formed, a lower layer main wiring pattern formed on the semiconductor substrate, and a lower layer main wiring pattern formed on the semiconductor substrate. An interlayer insulating film, a plurality of holes formed in the interlayer insulating film, a metal plug electrically connected to the pattern of the lower layer main wiring by embedding a metal in the holes, and formed in the interlayer insulating film Formed by forming dummy holes in a region where the number of holes is low so that the number of holes formed in the interlayer insulating film is approximately the same as the number density of regions where the number of holes is high, and burying metal in the dummy holes. And a metal plug formed on the upper surface of the interlayer insulating film and electrically connected to the metal plug electrically connected to the lower layer main wiring pattern.

【0012】また、上記ダミーホールの径は、上記ホー
ルの径とほぼ同じであるものである。
The diameter of the dummy hole is substantially the same as the diameter of the hole.

【0013】また、上記ダミーホールは上記層間絶縁膜
の途中まであけられ、上記ダミーホールに埋設された上
記メタルプラグ上面に形成されたダミー配線を備えたも
のである。
Further, the dummy hole is provided up to the middle of the interlayer insulating film and has a dummy wiring formed on the upper surface of the metal plug buried in the dummy hole.

【0014】また、上記ダミーホールは上記層間絶縁膜
を貫通してあけられ、該ダミーホールに埋設されたメタ
ルプラグの下面で電気的に接続された下層ダミー配線
と、上記ダミーホールに埋設されたメタルプラグの上面
で電気的に接続された上層ダミー配線とを備えたもので
ある。
Further, the dummy hole is formed so as to penetrate through the interlayer insulating film, and is buried in the dummy hole and the lower layer dummy wiring electrically connected to the lower surface of the metal plug buried in the dummy hole. The upper layer dummy wiring electrically connected to the upper surface of the metal plug is provided.

【0015】また、上記素子としてメモリー部を備え、
上記低密度の領域のホールの個数密度が、上記メモリー
部のホールの個数密度と同程度となるように、上記ダミ
ーホールを形成したものである。
A memory unit is provided as the above element,
The dummy holes are formed so that the number density of holes in the low-density region is about the same as the number density of holes in the memory section.

【0016】本発明に係る半導体装置の製造方法は、半
導体基板上に素子及び下層本配線パターンを形成する第
1の工程、上記下層本配線パターンを覆う層間絶縁膜
を、層間容量を所望の値となる厚さにするために、CM
P法によって研磨される厚さを加えた厚さに形成する第
2の工程、該層間絶縁膜の上記下層本配線パターン上部
にホールを形成し、該ホールの個数密度が低密度のホー
ル個数低密度領域に、上記ホールの個数密度が高密度の
ホール個数高密度領域の個数密度と同程度の個数密度と
なるようにダミーホールを形成し、上記CMP法によっ
て上記ホール及びダミーホールに金属を埋設してメタル
プラグを形成することによって、上記下層本配線パター
ンと上記ホールに埋設されたメタルプラグとを電気的に
接続する第3の工程、上記層間絶縁膜の上面に、上記下
層本配線パターンと電気的に接続されたメタルプラグと
電気的に接続された上層本配線パターンを形成する第4
の工程、を備えたものである。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a first step of forming an element and a lower layer main wiring pattern on a semiconductor substrate, an interlayer insulating film covering the lower layer main wiring pattern, and an interlayer capacitance having a desired value. CM to obtain the thickness
The second step of forming a thickness to be added by polishing by the P method, forming holes above the lower main wiring pattern of the interlayer insulating film, and reducing the number density of the holes to a low density. Dummy holes are formed in the density region so that the number density of the holes is the same as the number density of the high density regions, and a metal is embedded in the holes and the dummy holes by the CMP method. Forming a metal plug to electrically connect the lower-layer main wiring pattern to the metal plug embedded in the hole, and to form the lower-layer main wiring pattern on the upper surface of the interlayer insulating film. Fourth forming an upper-layer main wiring pattern electrically connected to an electrically connected metal plug
The process of.

【0017】また、半導体基板上にメモリ部及び下層本
配線パターンを形成する第1の工程、上記下層本配線パ
ターンを覆う層間絶縁膜を形成する第2の工程、該層間
絶縁膜の上記下層本配線パターン上部にホールを形成
し、該ホールの個数密度が低密度のホール個数低密度領
域に、上記メモリー部のホールの個数密度と同程度とな
るようにダミーホールを形成し、CMP法によって上記
ホール及びダミーホールに金属を埋設してメタルプラグ
を形成することによって、上記下層本配線パターンと上
記ホールに埋設されたメタルプラグとを電気的に接続す
る第3の工程、上記層間絶縁膜の上面に、上記下層本配
線パターンと電気的に接続されたメタルプラグと電気的
に接続された上層本配線パターンを形成する第4の工
程、を備えたものである。
A first step of forming a memory portion and a lower-layer main wiring pattern on a semiconductor substrate, a second step of forming an interlayer insulating film covering the lower-layer main wiring pattern, and a lower-layer wiring of the interlayer insulating film. Holes are formed in the upper portion of the wiring pattern, dummy holes are formed in a low-density hole number low-density region having a similar number density of holes in the memory section, and the dummy holes are formed by the CMP method. Third step of electrically connecting the lower main wiring pattern and the metal plug buried in the hole by forming a metal plug by burying metal in the hole and the dummy hole, the upper surface of the interlayer insulating film And a fourth step of forming an upper-layer main wiring pattern electrically connected to the metal plug electrically connected to the lower-layer main wiring pattern. .

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。 実施の形態1.図1は、本発明に係る半導体装置及びそ
の製造方法における実施の形態1を説明する断面図であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. Embodiment 1. 1 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention.

【0019】図において、1は素子としてメモリー部等
が形成された半導体基板、2aは素子と電気的に接続さ
れた下層本配線(下層本配線パターン)、2bは素子と
は電気的に接続されていない下層ダミー配線、3はW
(タングステン)等の金属、3aはWプラグ等のメタル
プラグ、4aはホール、4bはダミーホール、5aはメ
タルプラグ3aを介して下層配線2aと電気的に接続さ
れた上層本配線(上層本配線パターン)、5bは下層ダ
ミー配線2bと電気的に接続された上層ダミー配線、6
は層間絶縁膜、7aはホール個数高密度領域、7bはホ
ール個数低密度領域である。
In the figure, 1 is a semiconductor substrate on which a memory portion or the like is formed as an element, 2a is a lower main wiring (lower wiring pattern) electrically connected to the element, and 2b is electrically connected to the element. Not lower dummy wiring, 3 is W
Metal such as (tungsten), 3a is a metal plug such as a W plug, 4a is a hole, 4b is a dummy hole, 5a is an upper-layer main wiring (upper-layer main wiring) electrically connected to the lower-layer wiring 2a through the metal plug 3a. Pattern) 5b is an upper layer dummy wiring electrically connected to the lower layer dummy wiring 2b, 6
Is an interlayer insulating film, 7a is a high hole number density region, and 7b is a low hole number density region.

【0020】本実施の形態は、ホール個数低密度領域7
bにおけるホールの個数密度が、ホール個数高密度領域
7aにおけるホールの個数密度と同程度になるように、
ホール個数低密度領域7bにダミーホール4bを設ける
ものである。
In this embodiment, the hole number low density region 7
so that the number density of holes in b is approximately the same as the number density of holes in the high hole number area 7a,
The dummy holes 4b are provided in the low density region 7b.

【0021】図1(a)に示したように、素子を形成し
た半導体基板1に、下層本配線2aとともに下層ダミー
配線2bを形成し、さらに、層間絶縁膜6を成膜した
後、層間絶縁膜6の下層本配線2a上部にホール4aを
形成するとともに、同じく層間絶縁膜6の下層ダミー配
線2b上部にダミーホール4bを形成し、W3を成膜し
て、図1(b)に示したように、CMP法により、W3
を研磨し、ホール4a及びダミーホール4b内にW3を
残して、下層本配線2aに電気的に接続されたWプラグ
3aと下層ダミー配線2bに電気的に接続されたWプラ
グ3aとを形成する。
As shown in FIG. 1A, a lower dummy wiring 2b is formed together with a lower main wiring 2a on a semiconductor substrate 1 on which an element has been formed, and an interlayer insulating film 6 is formed. A hole 4a is formed above the lower-layer main wiring 2a of the film 6, and a dummy hole 4b is formed above the lower-layer dummy wiring 2b of the interlayer insulating film 6 as well, and W3 is formed, as shown in FIG. As described above, by the CMP method, W3
Is polished to leave W3 in the holes 4a and the dummy holes 4b to form W plugs 3a electrically connected to the lower main wiring 2a and W plugs 3a electrically connected to the lower dummy wiring 2b. .

【0022】CMP研磨の後、図1(c)に示したよう
に、Wプラグ3aを介して下層本配線2aに電気的に接
続される上層本配線5aと、Wプラグ3aを介して下層
ダミー配線2bに電気的に接続される上層ダミー配線5
bとを形成する。
After CMP polishing, as shown in FIG. 1C, the upper-layer main wiring 5a electrically connected to the lower-layer main wiring 2a via the W plug 3a and the lower-layer dummy wiring via the W plug 3a. Upper layer dummy wiring 5 electrically connected to the wiring 2b
and b.

【0023】本実施の形態によれば、上記のようにして
ダミーホール4bを設け、ホール個数低密度領域7bに
おけるホールの個数密度をホール個数高密度領域7aに
おけるホールの個数密度と同程度にしてWプラグ3aを
形成したので、ホール個数低密度領域7bにおけるCM
P研磨速度が、ホール個数高密度領域7aにおけるCM
P研磨速度と同程度になり、層間絶縁膜6を均一に研磨
することができ、製品動作のばらつきを防止できるとと
もに、プロセスマージンを拡大することができる。
According to the present embodiment, the dummy holes 4b are provided as described above, and the number density of holes in the low hole number low density region 7b is made approximately the same as the number density of holes in the high hole number high density region 7a. Since the W plug 3a is formed, the CM in the low density region 7b
P polishing rate is CM in the hole number high density region 7a
The P polishing rate is almost the same, the interlayer insulating film 6 can be uniformly polished, the variation in product operation can be prevented, and the process margin can be expanded.

【0024】また、下層ダミー配線2b及び上層ダミー
配線5bは必ずしも必要とするものではないが、層間絶
縁膜6を貫通するダミーホール4bに形成したWプラグ
3aの下面に下層ダミー配線2bを設け、かつ上面に上
層ダミー配線5bを設けることによって、Wプラグ3a
の抜けを防止でき、歩留まりが向上する。
Although the lower layer dummy wiring 2b and the upper layer dummy wiring 5b are not always necessary, the lower layer dummy wiring 2b is provided on the lower surface of the W plug 3a formed in the dummy hole 4b penetrating the interlayer insulating film 6. Further, by providing the upper layer dummy wiring 5b on the upper surface, the W plug 3a
Can be prevented from falling out, and the yield is improved.

【0025】また、ダミーホール4bの径をホール4a
の径と同程度とすることによって、ホールのエッチング
速度の均一性を上げることができ、ホール4a及びダミ
ーホール4bの開口が安定し、歩留まりを向上すること
ができる。
Further, the diameter of the dummy hole 4b is changed to the hole 4a.
By setting the diameter to be approximately the same, the uniformity of the etching rate of the holes can be increased, the openings of the holes 4a and the dummy holes 4b can be stabilized, and the yield can be improved.

【0026】また、下層本配線2a間、上層本配線5a
間には、下層本配線2a間容量及び上層本配線5a間容
量または下層本配線2aと上層本配線5a間の層間容量
のばらつきを抑制するためのダミー配線が設けられてい
るので、このダミー配線を下層ダミー配線2b及び上層
ダミー配線5bとして利用することにより、配線レイア
ウトの負荷を低減することができる。
Further, between the lower-layer main wiring 2a and the upper-layer main wiring 5a.
A dummy wiring for suppressing variations in the capacitance between the lower-layer main wiring 2a and the capacitance between the upper-layer main wiring 5a or the interlayer capacitance between the lower-layer main wiring 2a and the upper-layer main wiring 5a is provided between the dummy wirings. Is utilized as the lower layer dummy wiring 2b and the upper layer dummy wiring 5b, the load of the wiring layout can be reduced.

【0027】実施の形態2.図2は、本発明に係る半導
体装置の実施の形態2を示す断面図であり、図において
図1と同一符号は同一部分または相当部分を示す。
Embodiment 2. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a semiconductor device according to the present invention. In the figure, the same symbols as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions.

【0028】上記実施の形態1においては、層間絶縁膜
6を貫通するダミーホール4bを設けたが、本実施の形
態においては、層間絶縁膜6の途中まであけられたダミ
ーホール4bを設け、ホール個数低密度領域におけるホ
ールの個数密度をホール個数高密度領域におけるホール
の個数密度と同程度にしてWプラグ3aを形成し、ホー
ル個数低密度領域及びホール個数高密度領域における層
間絶縁膜6のCMP研磨速度が同程度になるようにして
いる。
In the first embodiment described above, the dummy hole 4b penetrating the interlayer insulating film 6 is provided, but in the present embodiment, the dummy hole 4b opened halfway through the interlayer insulating film 6 is provided. The W plug 3a is formed by setting the number density of holes in the low number density region to be approximately the same as the number density of holes in the high number hole number region, and the CMP of the interlayer insulating film 6 in the low hole number density region and the high hole number density region is performed. The polishing rate is set to be about the same.

【0029】本実施の形態によれば、上記のようにして
ダミーホール4bを設け、ホール個数低密度領域におけ
るホールの個数密度をホール個数高密度領域におけるホ
ールの個数密度と同程度にしてWプラグ3aを形成した
ので、ホール個数低密度領域におけるCMP研磨速度
が、ホール個数高密度領域におけるCMP研磨速度と同
程度になり、層間絶縁膜6を均一に研磨することがで
き、製品動作のばらつきを防止できるとともに、プロセ
スマージンを拡大することができる。
According to the present embodiment, the dummy holes 4b are provided as described above, and the number density of holes in the low density region of holes is set to be approximately the same as the density of holes in the high density region of holes. Since 3a is formed, the CMP polishing rate in the low hole number density region becomes approximately the same as the CMP polishing rate in the hole number high density region, the interlayer insulating film 6 can be uniformly polished, and variations in product operation can be prevented. It can be prevented and the process margin can be expanded.

【0030】また、ダミーホール4bに形成したWプラ
グ3aの上面に図示していないダミー配線を設けること
によって、Wプラグ3aの抜けを防止し、歩留まりを向
上させることができる。
By providing a dummy wiring (not shown) on the upper surface of the W plug 3a formed in the dummy hole 4b, the W plug 3a can be prevented from coming off and the yield can be improved.

【0031】実施の形態3.図3は、本発明に係る半導
体装置の製造方法の実施の形態3を説明する断面図であ
り、図において図1と同一符号は同一部分または相当部
分を示す。
Embodiment 3. 3 is a sectional view for explaining a third embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in which the same reference numerals as those in FIG.

【0032】本実施の形態は、最終的に層間絶縁膜6の
厚さが所望の層間容量が得られる厚さt1となるよう
に、CMP研磨で除去される厚さt2だけ厚い層間絶縁
膜6を形成しておくものである。
In the present embodiment, the interlayer insulating film 6 is thickened by the thickness t2 removed by CMP polishing so that the thickness of the interlayer insulating film 6 finally becomes the thickness t1 at which a desired interlayer capacitance is obtained. Is formed.

【0033】本実施の形態によれば、CMP研磨後の層
間絶縁膜の厚さを、所望の層間容量が得られる厚さにす
ることができる。
According to the present embodiment, the thickness of the interlayer insulating film after CMP polishing can be set to a thickness at which a desired interlayer capacitance can be obtained.

【0034】実施の形態4.本実施の形態は、上記実施
の形態1ないし3において、素子としてメモリセル部が
備えられ、ホール個数低密度領域におけるホールの個数
密度をメモリセル部のホールの個数密度と同程度となる
ようにダミーホールを形成するものである。
Fourth Embodiment In this embodiment, the memory cell portion is provided as an element in the first to third embodiments, and the number density of holes in the low hole number density region is set to be approximately the same as the number density of holes in the memory cell portion. A dummy hole is formed.

【0035】通常、半導体チップ内でホール個数密度が
いちばん高くなるのは、メモリセル部であるので、ホー
ル個数低密度領域におけるホール個数密度をメモリセル
部のホール個数密度と同程度となるようにダミーホール
を形成することにより、ダミーホールの個数密度の決
定、レイアウトに要する負荷を軽減することができる。
Usually, the highest hole number density in the semiconductor chip is in the memory cell portion. Therefore, the hole number density in the low hole number low density region should be approximately the same as the hole number density in the memory cell portion. By forming the dummy holes, it is possible to reduce the load required for determining the number density of the dummy holes and layout.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明に係る半導体装置によれば、素子
が形成された半導体基板、該半導体基板上に形成された
下層本配線のパターン、該下層本配線のパターン上に形
成された層間絶縁膜、該層間絶縁膜に複数個のホールが
形成され、該ホールに金属を埋設することによって上記
下層本配線のパターンと電気的に接続されたメタルプラ
グ、上記層間絶縁膜に形成されたホール個数が低密度の
ホール個数低密度領域に、上記層間絶縁膜に形成された
ホール個数が高密度のホール個数高密度領域の個数密度
と同程度になるようにダミーホールを形成し、該ダミー
ホールに金属を埋設して形成したメタルプラグ、上記層
間絶縁膜の上面に形成され、上記下層本配線パターンと
電気的に接続されたメタルプラグと電気的に接続された
上層本配線パターンを備えたものであるので、層間絶縁
膜を均一に研磨することができ、製品動作のばらつきを
防止できるとともに、プロセスマージンを拡大すること
ができる。
According to the semiconductor device of the present invention, the semiconductor substrate on which the element is formed, the pattern of the lower layer main wiring formed on the semiconductor substrate, and the interlayer insulation formed on the pattern of the lower layer main wiring Film, a plurality of holes are formed in the interlayer insulating film, a metal plug electrically connected to the pattern of the lower layer main wiring by burying metal in the holes, and the number of holes formed in the interlayer insulating film Is formed in the low-density region so that the number of holes formed in the interlayer insulating film is approximately the same as the number density of high-density regions in the high-density region, and the dummy holes are formed in the dummy holes. A metal plug formed by embedding a metal, an upper-layer main wiring pattern formed on the upper surface of the interlayer insulating film and electrically connected to a metal plug electrically connected to the lower-layer main wiring pattern Since those having a can be uniformly polished interlayer insulation film, it is possible to prevent variations in the product operation, it is possible to enlarge the process margin.

【0037】また、上記ダミーホールの径は、上記ホー
ルの径とほぼ同じであるものであるので、ホール及びダ
ミーホールの開口が安定し、歩留まりを向上することが
できる。
Further, since the diameter of the dummy holes is substantially the same as the diameter of the holes, the openings of the holes and the dummy holes are stabilized and the yield can be improved.

【0038】また、上記ダミーホールは上記層間絶縁膜
の途中まであけられ、上記ダミーホールに埋設されたメ
タルプラグ上面に形成されたダミー配線を備えたもので
あるので、メタルプラグの抜けを防止し、歩留まりを向
上させることができる。
Further, since the dummy hole is formed up to the middle of the interlayer insulating film and has the dummy wiring formed on the upper surface of the metal plug buried in the dummy hole, the metal plug is prevented from coming off. The yield can be improved.

【0039】また、上記ダミーホールは上記層間絶縁膜
を貫通してあけられ、該ダミーホールに埋設されたメタ
ルプラグの下面で電気的に接続された下層ダミー配線
と、上記ダミーホールに埋設されたメタルプラグの上面
で電気的に接続された上層ダミー配線とを備えたもので
あるので、メタルプラグの抜けを防止でき、歩留まりが
向上する。
Further, the dummy hole is formed through the interlayer insulating film, and is buried in the dummy hole and the lower layer dummy wiring electrically connected to the lower surface of the metal plug buried in the dummy hole. Since the upper layer dummy wiring electrically connected to the upper surface of the metal plug is provided, the metal plug can be prevented from coming off and the yield can be improved.

【0040】また、上記素子としてメモリー部を備え、
上記ホール個数低密度領域のホールの個数密度が、上記
メモリー部のホールの個数密度と同程度となるように、
上記ダミーホールを形成したものであるので、ダミーホ
ールの個数密度の決定、レイアウトに要する負荷を軽減
することができる。
A memory section is provided as the above element,
The number density of holes in the low density region of the number of holes is about the same as the number density of holes in the memory part,
Since the dummy holes are formed, the load required for determining the number density of dummy holes and layout can be reduced.

【0041】本発明に係る半導体装置の製造方法によれ
ば、半導体基板上に素子及び下層本配線パターンを形成
する第1の工程、上記下層本配線パターンを覆う層間絶
縁膜を、層間容量を所望の値となる厚さにするために、
CMP法によって研磨される厚さを加えた厚さに形成す
る第2の工程、該層間絶縁膜の上記下層本配線パターン
上部にホールを形成し、該ホールの個数密度が低密度の
ホール個数低密度領域に、上記ホールの個数密度が高密
度のホール個数高密度領域の個数密度と同程度の個数密
度となるようにダミーホールを形成し、上記CMP法に
よって上記ホール及びダミーホールに金属を埋設してメ
タルプラグを形成することによって、上記下層本配線パ
ターンと上記ホールに埋設されたメタルプラグとを電気
的に接続する第3の工程、上記層間絶縁膜の上面に、上
記下層本配線パターンと電気的に接続されたメタルプラ
グと電気的に接続された上層本配線パターンを形成する
第4の工程、を備えたものであるので、層間絶縁膜を均
一に研磨することができ、製品動作のばらつきを防止で
きるとともに、プロセスマージンを拡大することができ
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first step of forming the element and the lower main wiring pattern on the semiconductor substrate, the interlayer insulating film covering the lower main wiring pattern, and the interlayer capacitance are desired. In order to obtain the thickness of
The second step of forming a thickness to be added by polishing by the CMP method, forming holes above the lower main wiring pattern of the interlayer insulating film, and reducing the number density of the holes to a low density. Dummy holes are formed in the density region so that the number density of the holes is the same as the number density of the high density regions, and a metal is embedded in the holes and the dummy holes by the CMP method. Forming a metal plug to electrically connect the lower-layer main wiring pattern to the metal plug embedded in the hole, and to form the lower-layer main wiring pattern on the upper surface of the interlayer insulating film. A fourth step of forming an electrically connected metal plug and an electrically connected upper layer main wiring pattern, so that the interlayer insulating film is uniformly polished. Can, it is possible to prevent variations in the product operation, it is possible to enlarge the process margin.

【0042】また、半導体基板上にメモリ部及び下層本
配線パターンを形成する第1の工程、上記下層本配線パ
ターンを覆う層間絶縁膜を形成する第2の工程、該層間
絶縁膜の上記下層本配線パターン上部にホールを形成
し、該ホールの個数密度が低密度のホール個数低密度領
域に、上記メモリー部のホールの個数密度と同程度とな
るようにダミーホールを形成し、CMP法によって上記
ホール及びダミーホールに金属を埋設してメタルプラグ
を形成することによって、上記下層本配線パターンと上
記ホールに埋設されたメタルプラグとを電気的に接続す
る第3の工程、上記層間絶縁膜の上面に、上記下層本配
線パターンと電気的に接続されたメタルプラグと電気的
に接続された上層本配線パターンを形成する第4の工
程、を備えたものであるので、ダミーホールの個数密度
の決定、レイアウトに要する負荷を軽減することができ
る。
A first step of forming a memory portion and a lower layer main wiring pattern on a semiconductor substrate, a second step of forming an interlayer insulating film covering the lower layer main wiring pattern, the lower layer main layer of the interlayer insulating film. Holes are formed in the upper portion of the wiring pattern, dummy holes are formed in a low-density hole number low-density region having a similar number density of holes in the memory section, and the dummy holes are formed by the CMP method. Third step of electrically connecting the lower main wiring pattern and the metal plug buried in the hole by forming a metal plug by burying metal in the hole and the dummy hole, the upper surface of the interlayer insulating film And a fourth step of forming an upper-layer main wiring pattern electrically connected to the metal plug electrically connected to the lower-layer main wiring pattern. Since, it is possible to reduce the determination of the number density of the dummy hole, the load required for the layout.

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

【図1】 本発明に係る半導体装置及びその製造方法の
実施の形態1を説明する断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention.

【図2】 本発明に係る半導体装置の実施の形態2を示
す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図3】 本発明に係る半導体装置の製造方法の実施の
形態3を説明する断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a third embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図4】 従来の半導体装置の製造方法を説明する断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板、2a 下層本配線、2b 下層ダミー
配線、3 W(タングステン)、3a Wプラグ、4a
ホール、4b ダミーホール、5a 上層本配線、5
b 上層ダミー配線、6 層間絶縁膜、7a ホール個
数高密度領域、7b ホール密度低密度領域。
1 semiconductor substrate, 2a lower layer main wiring, 2b lower layer dummy wiring, 3 W (tungsten), 3a W plug, 4a
Hole, 4b Dummy hole, 5a Upper layer main wiring, 5
b Upper layer dummy wiring, 6 interlayer insulating film, 7a hole number high density region, 7b hole density low density region.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 素子が形成された半導体基板、該半導体
基板上に形成された下層本配線のパターン、該下層本配
線のパターン上に形成された層間絶縁膜、該層間絶縁膜
に複数個のホールが形成され、該ホールに金属を埋設す
ることによって上記下層本配線のパターンと電気的に接
続されたメタルプラグ、上記層間絶縁膜に形成されたホ
ール個数が低密度の領域に、上記層間絶縁膜に形成され
たホール個数が高密度の領域の個数密度と同程度になる
ようにダミーホールを形成し、該ダミーホールに金属を
埋設して形成したメタルプラグ、上記層間絶縁膜の上面
に形成され、上記下層本配線パターンと電気的に接続さ
れたメタルプラグと電気的に接続された上層本配線パタ
ーンを備えたことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate on which an element is formed, a pattern of a lower-layer main wiring formed on the semiconductor substrate, an interlayer insulating film formed on the pattern of the lower-layer main wiring, and a plurality of layers on the interlayer insulating film. A hole is formed and a metal plug is electrically connected to the pattern of the lower-layer main wiring by burying a metal in the hole, and the interlayer insulating film is formed in a region where the number of holes formed in the interlayer insulating film is low. Dummy holes are formed so that the number of holes formed in the film is approximately the same as the number density of high-density regions, and a metal plug is formed by embedding metal in the dummy holes, formed on the upper surface of the interlayer insulating film. And a metal plug electrically connected to the lower layer main wiring pattern, and an upper layer main wiring pattern electrically connected to the semiconductor device.
【請求項2】 上記ダミーホールの径は、上記ホールの
径とほぼ同じであることを特徴とする請求項1記載の半
導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the diameter of the dummy hole is substantially the same as the diameter of the hole.
【請求項3】 上記ダミーホールは上記層間絶縁膜の途
中まであけられ、上記ダミーホールに埋設された上記メ
タルプラグ上面に形成されたダミー配線を備えたことを
特徴とする請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor according to claim 1, wherein the dummy hole is provided up to the middle of the interlayer insulating film, and a dummy wiring is formed on the upper surface of the metal plug buried in the dummy hole. apparatus.
【請求項4】 上記ダミーホールは上記層間絶縁膜を貫
通してあけられ、該ダミーホールに埋設されたメタルプ
ラグの下面で電気的に接続された下層ダミー配線と、上
記ダミーホールに埋設されたメタルプラグの上面で電気
的に接続された上層ダミー配線とを備えたことを特徴と
する請求項1記載の半導体装置。
4. The lower dummy wiring, which is formed by penetrating the interlayer insulating film and is electrically connected to a lower surface of a metal plug buried in the dummy hole, and the dummy hole, and is buried in the dummy hole. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an upper layer dummy wiring electrically connected to the upper surface of the metal plug.
【請求項5】 上記素子としてメモリー部を備え、上記
低密度の領域のホールの個数密度が、上記メモリー部の
ホールの個数密度と同程度となるように、上記ダミーホ
ールを形成したことを特徴とする請求項1ないし4のい
ずれかに記載の半導体装置。
5. The dummy hole is formed so that a memory portion is provided as the element, and the number density of holes in the low-density region is approximately the same as the number density of holes in the memory portion. The semiconductor device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 半導体基板上に素子及び下層本配線パタ
ーンを形成する第1の工程、 上記下層本配線パターンを覆う層間絶縁膜を、層間容量
を所望の値となる厚さにするために、CMP法によって
研磨される厚さを加えた厚さに形成する第2の工程、 該層間絶縁膜の上記下層本配線パターン上部にホールを
形成し、該ホールの個数密度が低密度のホール個数低密
度領域に、上記ホールの個数密度が高密度のホール個数
高密度領域の個数密度と同程度の個数密度となるように
ダミーホールを形成し、CMP法によって上記ホール及
びダミーホールに金属を埋設してメタルプラグを形成す
ることによって、上記下層本配線パターンと上記ホール
に埋設されたメタルプラグとを電気的に接続する第3の
工程、 上記層間絶縁膜の上面に、上記下層本配線パターンと電
気的に接続されたメタルプラグと電気的に接続された上
層本配線パターンを形成する第4の工程、を備えたこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A first step of forming an element and a lower-layer main wiring pattern on a semiconductor substrate, wherein an interlayer insulating film covering the lower-layer main wiring pattern has a thickness such that an interlayer capacitance has a desired value. A second step of forming a thickness to be added by polishing by a CMP method, wherein holes are formed above the lower main wiring pattern of the interlayer insulating film, and the number density of the holes is low. Dummy holes are formed in the density region so that the number density of the holes is the same as the number density of the high density regions, and a metal is embedded in the holes and the dummy holes by the CMP method. Forming a metal plug to electrically connect the lower-layer main wiring pattern and the metal plug embedded in the hole to each other. A third step of electrically connecting the lower-layer main wiring pattern to the upper surface of the interlayer insulating film. A fourth step of forming an upper-layer main wiring pattern electrically connected to a metal plug electrically connected to the line pattern, and a semiconductor device manufacturing method.
【請求項7】 半導体基板上にメモリ部及び下層本配線
パターンを形成する第1の工程、 上記下層本配線パターンを覆う層間絶縁膜を形成する第
2の工程、 該層間絶縁膜の上記下層本配線パターン上部にホールを
形成し、該ホールの個数密度が低密度のホール個数低密
度領域に、上記メモリー部のホールの個数密度と同程度
となるようにダミーホールを形成し、CMP法によって
上記ホール及びダミーホールに金属を埋設してメタルプ
ラグを形成することによって、上記下層本配線パターン
と上記ホールに埋設されたメタルプラグとを電気的に接
続する第3の工程、 上記層間絶縁膜の上面に、上記下層本配線パターンと電
気的に接続されたメタルプラグと電気的に接続された上
層本配線パターンを形成する第4の工程、を備えたこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A first step of forming a memory part and a lower layer main wiring pattern on a semiconductor substrate, a second step of forming an interlayer insulating film covering the lower layer main wiring pattern, the lower layer book of the interlayer insulating film Holes are formed in the upper portion of the wiring pattern, dummy holes are formed in the low density hole number area having a low density so as to be approximately the same as the density of holes in the memory portion, and the dummy holes are formed by the CMP method. Third step of electrically connecting the lower-layer main wiring pattern and the metal plug buried in the hole by forming a metal plug by burying metal in the hole and the dummy hole, the upper surface of the interlayer insulating film And a fourth step of forming an upper-layer main wiring pattern electrically connected to the metal plug electrically connected to the lower-layer main wiring pattern. Of manufacturing a semiconductor device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005096364A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Nec Corporation Semiconductor device and method for manufacturing same
JP2006049534A (en) * 2004-08-04 2006-02-16 Rohm Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof

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