JP2009170632A - Manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device manufacturing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置の製造方法および半導体装置製造システムに関し、特に、設計データを利用して平坦化シミュレーションを行う半導体装置の製造方法および半導体装置製造システムに関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device manufacturing system, and more particularly to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device manufacturing system that perform planarization simulation using design data.
近年、半導体装置の製造方法では、DFM(Design For Manufacturing)と呼ばれるシミュレーションが適用されている。
DFMの一般的な方法について以下に説明する。
In recent years, simulation called DFM (Design For Manufacturing) has been applied to semiconductor device manufacturing methods.
A general method of DFM will be described below.
まず、マスクパターンを記述するためのGDS(Graphic Data System)IIデータやCIF(Common Intermediate Format)などと呼ばれる設計データを入力する。次いで、例えば、GDSIIデータを基に、配線などが施された入力ファイルを作成し、マスクの材料、膜厚、ガス種および研磨時間などのプロセス条件を決定する。次いで、決定したプロセス条件を用いて、対象となる半導体装置の製造工程についてシミュレーションを行う。次いで、当該工程のシミュレーション結果から、危険個所などの有無を判定する。危険個所が無ければ、決定したプロセス条件を用いて実際の当該工程を行い、異常個所が有れば、GDSIIデータを修正して、修正したGDSIIデータに従い再び上記処理を行う。 First, design data called GDS (Graphic Data System) II data or CIF (Common Intermediate Format) for describing a mask pattern is input. Next, for example, based on GDSII data, an input file with wiring and the like is created, and process conditions such as mask material, film thickness, gas type, and polishing time are determined. Next, using the determined process conditions, a simulation is performed for the manufacturing process of the target semiconductor device. Next, the presence / absence of a dangerous place is determined from the simulation result of the process. If there is no dangerous part, the actual process is performed using the determined process condition. If there is an abnormal part, the GDSII data is corrected, and the above process is performed again according to the corrected GDSII data.
したがって、DFMを適用することにより、半導体装置を製造する際に、例えば、上述のように行ったシミュレーション結果を、実際の半導体装置の製造工程に反映することにより、危険個所などの発生を抑制することができて、信頼性が高まった半導体装置を製造することが可能となる(例えば、特許文献1参照。)。 Therefore, when a semiconductor device is manufactured by applying DFM, for example, the result of the simulation performed as described above is reflected in the actual manufacturing process of the semiconductor device, thereby suppressing the occurrence of a dangerous location or the like. Thus, a semiconductor device with improved reliability can be manufactured (see, for example, Patent Document 1).
一方、銅(Cu)配線の完成度は半導体装置の製造工程におけるCMP(Chemical Mechanical Polishing)工程の出来上がりに大きく依存する。そこで、近年、DFMはCMP工程に盛んに適用されている(例えば、非特許文献1参照。)。 On the other hand, the completeness of copper (Cu) wiring largely depends on the completion of a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process in the manufacturing process of the semiconductor device. Therefore, in recent years, DFM has been actively applied to the CMP process (for example, see Non-Patent Document 1).
それでは、DFMをCMP工程に適用した場合について説明する。
まず、上述のように、GDSIIデータである設計データを用いて、CMP工程のシミュレーションを行う。そして、CMP工程のシミュレーション結果から、Cu配線が極端に凹む個所や、Cu残渣が発生しやすい危険個所(ホットスポット)などの有無を判定する。判定した結果、ホットスポットが有る場合は、設計の変更やダミーパターンの最適化を行う。この処理は、ホットスポットが無くなるまで繰り返し行う。このようにCMP工程にDFMを適用することにより、設計データを適宜修正して、ホットスポットが無い、信頼性が高まった半導体装置を製造することが可能となる。
First, as described above, the CMP process is simulated using design data which is GDSII data. Then, from the simulation result of the CMP process, it is determined whether or not there is a location where the Cu wiring is extremely recessed or a danger location (hot spot) where Cu residue is likely to occur. As a result of the determination, if there is a hot spot, the design is changed or the dummy pattern is optimized. This process is repeated until there are no hot spots. In this way, by applying DFM to the CMP process, it is possible to appropriately modify the design data and manufacture a semiconductor device with no hot spots and improved reliability.
しかし、CMPのシミュレーションにおいて、ホットスポットが無くなるように設計データを変更すると、変更した設計データに従って再びシミュレーションを行うための時間を要し、また、マスク作成までのスループットが低下するという問題点があった。 However, in the CMP simulation, if the design data is changed so that there are no hot spots, it takes time to perform the simulation again according to the changed design data, and the throughput until mask creation is reduced. It was.
また、CMPのシミュレーションを行った結果、マクロ設計まで変更する必要が生じれば、設計を全て見直す必要があり、仮に、その見直しが小規模で収まったとしてもチップサイズが大きくなるという別の問題点があった。 Moreover, if it is necessary to change even the macro design as a result of the CMP simulation, it is necessary to review all the designs, and if the review is small, another problem that the chip size becomes large There was a point.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、設計データの変更を行わずに、半導体装置の信頼性が高まった半導体装置の製造方法および半導体装置製造システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device manufacturing system in which the reliability of the semiconductor device is increased without changing design data. To do.
上記目的を達成するために、設計データを利用して平坦化シミュレーションを行う半導体装置の製造方法が提供される。
この半導体装置の製造方法は、設定データに基づき膜のプロセス条件を設定する工程と、前記プロセス条件に基づいて前記膜の平坦化シミュレーションを行う工程と、前記平坦化シミュレーションから前記膜の危険個所の有無を判断する工程と、前記平坦化シミュレーションの判断に基づいて前記膜の平坦化を行う工程と、から構成される。
In order to achieve the above object, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device that performs flattening simulation using design data.
The method of manufacturing a semiconductor device includes a step of setting a film process condition based on setting data, a step of performing a flattening simulation of the film based on the process condition, and a risk location of the film from the flattening simulation. A step of determining the presence or absence, and a step of flattening the film based on the determination of the flattening simulation.
また、上記目的を達成するために、設計データを利用して平坦化シミュレーションを行う半導体装置製造システムが提供される。
この半導体装置製造システムは、設定データに基づき膜のプロセス条件を設定するプロセス条件設定部と、前記プロセス条件に基づいて前記膜の平坦化シミュレーションを行って、前記膜の危険個所の有無を判断する平坦化シミュレーション部と、から構成される。
In order to achieve the above object, there is provided a semiconductor device manufacturing system that performs flattening simulation using design data.
The semiconductor device manufacturing system performs a process condition setting unit that sets a film process condition based on setting data, and performs a flattening simulation of the film based on the process condition to determine the presence / absence of a dangerous part of the film. And a flattening simulation unit.
上記半導体装置の製造方法では、設計データの変更を行わずに、信頼性が高まった半導体装置を製造するようにした。
また、上記半導体装置製造システムでは、設計データの変更を行わずに、信頼性が高まった半導体装置のプロセス条件を出力するようにした。
In the semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device with improved reliability is manufactured without changing design data.
In the semiconductor device manufacturing system, the process conditions of the semiconductor device with improved reliability are output without changing the design data.
以下、本発明の実施の形態として、実施の形態の概要を、その後に概要を踏まえた実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, as an embodiment of the present invention, an outline of the embodiment will be described, and then an embodiment based on the outline will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments.
まず、実施の形態の概要について図面を参照しながら説明する。
図1は、半導体装置の製造方法における平坦化の概要を説明するフローチャート図である。
First, an outline of the embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart for explaining an outline of planarization in a method for manufacturing a semiconductor device.
まず、所望の半導体装置の設計データなどを基にして、平坦化の対象となる膜の厚さ(膜厚)や膜に対する研磨時間などのプロセス条件を設定する(ステップS1)。
次いで、設定したプロセス条件を用いて、平坦化シミュレーションを行う(ステップS2)。
First, process conditions such as a thickness (film thickness) of a film to be planarized and a polishing time for the film are set based on design data of a desired semiconductor device (step S1).
Next, a planarization simulation is performed using the set process conditions (step S2).
次いで、平坦化シミュレーションの結果から、膜に凹部や残渣などの危険個所の有無を判断する(ステップS3)。
危険個所が有れば、プロセス条件を変更し、平坦化シミュレーションを行う。この処理を危険個所が無くなるまで行う。そして、得られた危険個所が無いプロセス条件を用いて、実際の膜の平坦化を行う(ステップS4)。
Next, from the result of the flattening simulation, it is determined whether or not there are dangerous parts such as recesses and residues in the film (step S3).
If there is a dangerous part, the process condition is changed and a flattening simulation is performed. This process is repeated until there is no danger area. Then, the actual film is flattened using the obtained process conditions having no dangerous part (step S4).
そして、通常の半導体装置の製造工程を続ける。
このように、平坦化シミュレーションによって、膜の危険個所の存在が確認されると、危険個所を無くするために、設計データではなく、プロセス条件を変更して、変更したプロセス条件を用いて、平坦化工程が行われて、信頼性が向上された半導体装置が製造される。この結果、シミュレーションに要する時間を短縮できて、マスクの作成までのスループットの低下を最低限に抑えることが可能となり、チップサイズの増加が防止される。
Then, the normal semiconductor device manufacturing process is continued.
As described above, when the existence of a dangerous part of the film is confirmed by the flattening simulation, in order to eliminate the dangerous part, the process condition is changed instead of the design data, and the flattening is performed using the changed process condition. The semiconductor device with improved reliability is manufactured by performing the process. As a result, the time required for the simulation can be shortened, and it is possible to minimize a decrease in throughput until the mask is created, thereby preventing an increase in chip size.
次に、この概要を踏まえた実施の形態について説明する。
本実施の形態では、ユーザはシミュレーション装置を用いて、CMPシミュレーションを行って、Cu配線の膜厚およびCu配線に対する研磨時間を決定し、決定した膜厚および研磨時間を利用して半導体装置を製造することができる。
Next, an embodiment based on this outline will be described.
In the present embodiment, a user performs a CMP simulation using a simulation apparatus, determines the film thickness of the Cu wiring and the polishing time for the Cu wiring, and manufactures the semiconductor device using the determined film thickness and polishing time. can do.
図2は、実施の形態におけるシミュレーション装置のハードウェア構造を示す図である。
シミュレーション装置100は、CPU(Central Processing Unit)101によって装置全体が制御されている。CPU101には、バス106を介してRAM(Random Access Memory)102、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disc Drive)103、グラフィック処理装置104および入力インタフェース105が接続されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware structure of the simulation apparatus according to the embodiment.
The
RAM102には、CPU101に実行させるOS(Operating System)プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、CPU101による処理に必要な各種データが格納される。HDD103には、OSプログラムやアプリケーションプログラムが格納される。
The
グラフィック処理装置104には、モニタ21が接続されている。グラフィック処理装置104は、CPU101からの命令に従って、画像をモニタ21の画面に表示させる。入力インタフェース105には、キーボード22とマウス23とが接続されている。入力インタフェース105は、キーボード22やマウス23から送られてくる信号を、バス106を介してCPU101に送信する。
A
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
次に、シミュレーション装置100のモジュール構成について説明する。
With the hardware configuration as described above, the processing functions of the present embodiment can be realized.
Next, the module configuration of the
図3は、実施の形態におけるシミュレーション装置の機能を示すブロック図である。
シミュレーション装置100は、プロセス条件記憶部110、設計データ記憶部120、設計データ作成部130、プロセス条件設定部140およびシミュレーション部150を有する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating functions of the simulation apparatus according to the embodiment.
The
プロセス条件記憶部110は、CMP工程の研磨時間毎のCu配線の様々な個所における膜厚のデータをデータベースとして格納する。このデータベースは配線用の溝が形成されたサンプルにより予め取得される。なお、プロセス条件記憶部110に格納されるプロセス条件のデータベースについては後ほど説明する。
The process
設計データ記憶部120は、設計データ作成部130によって作成される、所望の半導体装置のマスクパターンを記述するためのGDSIIデータと呼ばれる設計データを格納する。
The design
設計データ作成部130は、ユーザがモニタ21を介して、キーボード22およびマウス23を通じて、所望の半導体装置の対応したマスクパターンの設計データを作成する。また、設計データ作成部130は、作成した設計データを設計データ記憶部120に格納する。
The design
プロセス条件設定部140は、設計データ記憶部120に格納されている設計データを基に、プロセス条件記憶部110のデータベースを参照してプロセス条件として、膜厚および膜に対する研磨時間を設定する。
The process
シミュレーション部150は、CMPシミュレーション部151、プロセス条件変更部152および設計データ変更部153から構成されている。
CMPシミュレーション部151は、プロセス条件設定部140で設定されたプロセス条件のデータを用いて、CMP工程のシミュレーションを行う。また、CMPシミュレーション部151は、プロセス条件のデータを用いたシミュレーションの結果からCu配線の危険個所の有無の判断を行い、危険個所が無いと判断されたプロセス条件を出力する。
The
The
プロセス条件変更部152は、シミュレーションの結果からCu配線に危険個所が有ると判断された場合、プロセス条件設定部140によって設定されたプロセス条件のデータを変更する。
The process
設計データ変更部153は、プロセス条件変更部152がプロセス条件のデータを変更して、CMPシミュレーション部151でシミュレーションを行っても、Cu配線に危険個所が有ると判断される場合、設計データ記憶部120に格納されている設計データを変更する。
If the process
以上の要素から構成されるシミュレーション装置100では、プロセス条件設定部140が設定したプロセス条件のデータを用いて、シミュレーション部150がCMPシミュレーションを行い、Cu配線に危険個所が無いと判断されるプロセス条件が出力される。
In the
そして、出力されたプロセス条件はCMP装置・成膜装置160に適用されて、半導体装置の製造が引き続き行われる。
次に、プロセス条件記憶部110に予め格納される、配線用の溝が形成されたサンプルの膜厚や研磨時間のプロセス条件のデータの取得について説明する。
The output process conditions are applied to the CMP apparatus /
Next, acquisition of process condition data such as film thickness and polishing time of a sample in which a wiring groove is formed, which is stored in advance in the process
図4〜図7は、実施の形態におけるサンプル配線の要部断面模式図、図8は、実施の形態におけるサンプル配線の測定値の表である。
図4に示すように、サンプル配線200は、基板201、配線用の溝202aが形成された層間絶縁膜202、バリアメタル膜203、シード膜(図示を省略)およびメッキ膜204が順に積層されて構成されている。なお、サンプル配線200の配線間隔は0.14μm程度、配線の面積率を50%程度である場合とする。また、各構成の膜厚は、層間絶縁膜202は300nm程度、バリアメタル膜203は10nm程度、シード膜は70nm程度およびメッキ膜204は700nm程度とする。また、構成材料は、例えば、バリアメタル膜203はタンタル(Ta)、シード膜およびメッキ膜204はCuとする。また、溝202aが形成された層間絶縁膜202上にシード膜およびメッキ膜204を積層すると、溝202aの上部のメッキ膜204の膜厚が厚くなることが知られている。このため、図でも示すように、メッキ膜204は中央部が盛り上がり、段差を有している。
4 to 7 are schematic cross-sectional views of the main part of the sample wiring in the embodiment, and FIG. 8 is a table of measured values of the sample wiring in the embodiment.
As shown in FIG. 4, the
このようなサンプル配線200に対して、まず、図4に示すように、CMP処理を行う前のメッキ膜204の端部の膜厚Aおよび中央部の膜厚B、配線の高さCおよび層間絶縁膜202の溝202aの深さDを測定する。なお、測定には、例えば、段差測定装置、AFM(Atomic Force Microscope:原子間力顕微鏡)または断面SEM(Scanning Electron Microscope:走査型電子顕微鏡)などが用いられる。また、各測定値は、図8の時間t0に記載している。
For such a
次いで、サンプル配線200にCMP処理を時間t0から時間t1の間行った場合について、図5に示している。これによれば、メッキ膜204の上部がCMPにより研磨されて膜厚が薄くなっている。そして、上述のように測定した各個所の測定値を図8の時間t1に記載している。
Next, FIG. 5 shows a case where the CMP process is performed on the
次いで、サンプル配線200にCMP処理を時間t0から時間t2の間行った場合について、図6に示している。これによれば、バリアメタル膜203上の全てのメッキ膜204が研磨されて除去されている。そして、上述のように測定した各個所の測定値を図8の時間t2に記載している。
Next, FIG. 6 shows a case where the CMP process is performed on the
最後に、サンプル配線200にCMP処理を時間t0から時間t3の間行った場合について、図7に示している。これによれば、層間絶縁膜202の溝202aおよび配線の上部が研磨されて、配線の上部が除去されている。そして、上述のように測定した各個所の測定値を図8の時間t3に記載している。
Finally, FIG. 7 shows a case where the CMP process is performed on the
したがって、図8に示すように、研磨時間の経過に応じて、メッキ膜204の端部の膜厚Aおよび中央部の膜厚B、配線の高さCおよび層間絶縁膜202の溝202aの深さDが測定される。そして、このようにして測定されたデータがプロセス条件記憶部110にデータベースとして格納される。なお、図8のデータは一例であって、測定個所を増やしたりするなどより詳細なデータベースにすれば、より高精度にシミュレーションを行うことができる。
Therefore, as shown in FIG. 8, as the polishing time elapses, the film thickness A and the film thickness B at the end of the
そして、上記サンプル配線200のパターン(配線間隔:0.14μm、配線面積率:50%)の他に、以下の配線間隔および面積配線率のパターンを有するサンプル配線を同様に準備し、測定するとともに、シミュレーション用のデータベースを作成した。 In addition to the pattern of the sample wiring 200 (wiring interval: 0.14 μm, wiring area ratio: 50%), a sample wiring having the following wiring interval and area wiring ratio patterns is similarly prepared and measured. A database for simulation was created.
配線間隔:0.1μm、配線面積率:10%、20%、30%、50%、70%、80%、90%
配線間隔:0.14μm、配線面積率:10%、20%、30%、50%(サンプル配線200)、70%、80%、90%
配線間隔:0.3μm、配線面積率:10%、20%、30%、50%、70%、80%、90%
配線間隔:0.5μm、配線面積率:10%、20%、30%、50%、70%、80%、90%
配線間隔:1.0μm、配線面積率:10%、20%、30%、50%、70%、80%、90%
配線間隔:3.0μm、配線面積率:10%、20%、30%、50%、70%、80%、90%
配線間隔:5.0μm、配線面積率:10%、20%、30%、50%、70%、80%、90%
配線間隔:10.0μm、配線面積率:10%、20%、30%、50%、70%、80%、90%
配線間隔:20.0μm、配線面積率:10%、20%、30%、50%、70%、80%、90%
なお、これらを用いて測定したサンプルパターンは本実施の形態を限定するものではなく、必要に応じて変更すればよい。
Wiring interval: 0.1 μm, wiring area ratio: 10%, 20%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%
Wiring interval: 0.14 μm, wiring area ratio: 10%, 20%, 30%, 50% (sample wiring 200), 70%, 80%, 90%
Wiring interval: 0.3 μm, wiring area ratio: 10%, 20%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%
Wiring interval: 0.5 μm, wiring area ratio: 10%, 20%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%
Wiring interval: 1.0 μm, wiring area ratio: 10%, 20%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%
Wiring interval: 3.0 μm, wiring area ratio: 10%, 20%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%
Wiring interval: 5.0 μm, wiring area ratio: 10%, 20%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%
Wiring interval: 10.0 μm, wiring area ratio: 10%, 20%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%
Wiring interval: 20.0 μm, wiring area ratio: 10%, 20%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%
In addition, the sample pattern measured using these does not limit this Embodiment, What is necessary is just to change as needed.
次に、シミュレーション装置100を実行させて、パラメータを決定する処理についてフローチャートを用いて説明する。
図9は、実施の形態におけるCMPシミュレーションの処理手順を示すフローチャート図である。シミュレーション装置100によるCMPシミュレーションの処理について図9を用いて説明する。
Next, processing for determining parameters by executing the
FIG. 9 is a flowchart illustrating a CMP simulation processing procedure according to the embodiment. The CMP simulation process performed by the
[ステップS11]設計データ作成部130は、ユーザがモニタ21を介して、キーボード22およびマウス23を通じて、所望の半導体装置に対応したマスクパターンの設計データを作成する。また、設計データ作成部130は、作成した設計データを設計データ記憶部120に格納する。また、初期設定として、後に用いられるプロセス条件の変更量および変更範囲を設定する。例えば、プロセス条件の膜厚および研磨時間を1%ずつ増加または減少させて、±10%まで変更させるように設定する。
[Step S11] The design
[ステップS12]プロセス条件設定部140は、設計データ記憶部120を基に、予め用意されたプロセス条件記憶部110を参照しながら、プロセス条件である膜厚および研磨時間を設定する。
[Step S12] The process
[ステップS13]CMPシミュレーション部151は、プロセス条件設定部140で設定されたプロセス条件を用いて、Cu配線に対してCMP工程のシミュレーションを行う。
[Step S13] The
[ステップS14]CMPシミュレーション部151は、ステップS13のシミュレーション結果から、Cu配線に対して危険個所となるホットスポットの有無を判断する。ホットスポットが無いと判断されれば、ステップS15へ進められ、ホットスポットが有ると判断されれば、ステップS16へ進められる。
[Step S14] The
[ステップS15]CMPシミュレーション部151は、ホットスポットが無いと判断されたプロセス条件をファイルとして出力する。
[ステップS16]プロセス条件変更部152は、ステップS14にて、ホットスポットが有ると判断されたプロセス条件の研磨時間を変更する。研磨時間の変更は、ステップS11の初期設定に従って行われる。例えば、ステップS13のシミュレーション結果から研磨時間が多ければ、1%減少させ、研磨時間が少なければ、1%増加させる。そして、次のフローでは再び、1%減少または増加させて、フローごとに、1%ずつ変更する。但し、変更の上下限を10%とする。
[Step S15] The
[Step S16] The process
[ステップS17]CMPシミュレーション部151は、ステップS16のプロセス条件変更部152で変更されたプロセス条件である研磨時間を用いて、CMP工程のシミュレーションを行う。
[Step S17] The
[ステップS18]CMPシミュレーション部151は、ステップS17のシミュレーション結果から、Cu配線に対してホットスポットの有無を判断する。ホットスポットが無いと判断されれば、ステップS15へ進められ、ホットスポットが有ると判断されれば、ステップS19へ進められる。
[Step S18] The
[ステップS19]プロセス条件変更部152は、ステップS18にて、ホットスポットが有ると判断されると、研磨時間の変更を維持したまま、さらに、プロセス条件の膜厚を変更する。膜厚の変更もステップS11の初期設定に従って行われる。例えば、研磨時間が変更された後の最初のフローでは、プロセス条件変更部152は、ステップS17のシミュレーション結果において膜厚が厚ければ、膜厚を1%減少し、膜厚が薄ければ、膜厚を1%増加させるように変更する。そして、次回以降のステップS19〜ステップS22で繰り返されるフローでは、前回のステップS20のシミュレーション結果における膜厚に応じて、膜厚を1%ずつ増減させるように変更する。但し、膜厚の変更の上下限を10%とする。
[Step S19] If it is determined in step S18 that there is a hot spot, the process
[ステップS20]CMPシミュレーション部151は、ステップS19のプロセス条件変更部152で変更されたプロセス条件である膜厚を用いて、CMP工程のシミュレーションを行う。
[Step S20] The
[ステップS21]CMPシミュレーション部151は、ステップS20のシミュレーション結果から、Cu配線に対してホットスポットの有無を判断する。ホットスポットが無いと判断されれば、ステップS15へ進められ、ホットスポットが有ると判断されれば、ステップS22へ進められる。
[Step S21] The
[ステップS22]CMPシミュレーション部151は、ステップS19の膜厚の変更量が上下限に達しているか否かを判断する。上下限に達していないと判断されればステップS19へ進められ、達していると判断されればステップS23へ進められる。例えば、膜厚を1%ずつ減少させている場合、膜厚の変更量が下限である10%に達していなければ、ステップS19へ進められて引き続き膜厚が減少される。一方、膜厚の変更量が下限である10%に達していれば、ステップS23へ進められる。
[Step S22] The
[ステップS23]CMPシミュレーション部151は、ステップS16の研磨時間の変更量が上下限に達しているか否かを判断する。上下限に達していないと判断されれば、ステップS16へ進められ、達していると判断されれば、ステップS24へ進められる。例えば、研磨時間を1%増加させて、膜厚を変更させていた場合、研磨時間の変更量が上限である10%に達していなければ、ステップS16へ進められて引き続き研磨時間が増加される。一方、研磨時間の変更量が上限である10%に達していれば、ステップS24へ進められる。なお、ステップS16へ進められる際には、膜厚の変更量はリセットされる。
[Step S23] The
[ステップS24]設計データ変更部153は、ステップS23で研磨時間を変更することができないと判断されると、設計データ記憶部120を変更する。
以上のフローによって、得られたプロセス条件は、CMP装置や成膜装置に適用されて、半導体装置の製造が続けられる。
[Step S24] The design
With the above flow, the obtained process conditions are applied to the CMP apparatus and the film forming apparatus, and the manufacture of the semiconductor device is continued.
このように、シミュレーション装置100によってCMPシミュレーションが行われて、Cu配線のホットスポットが有ると判断されると、ホットスポットを無くするために、設計データではなく、プロセス条件を変更して、変更したプロセス条件を用いて、CMP工程などが行われて、信頼性が向上された半導体装置が製造される。この結果、シミュレーションに要する時間を短縮できて、マスクの作成までのスループットの低下を最低限に抑えることが可能となり、チップサイズの増加が防止される。
As described above, when the CMP simulation is performed by the
なお、本実施の形態では、ステップS16で研磨時間を変更し、ステップS19で膜厚を変更する場合を例に挙げて説明した。その他、ステップS16で膜厚を、ステップS19で研磨時間を変更するようにしても構わない。 In the present embodiment, the case where the polishing time is changed in step S16 and the film thickness is changed in step S19 has been described as an example. In addition, the film thickness may be changed in step S16, and the polishing time may be changed in step S19.
また、本実施の形態では、CMP工程の対象として設計データを基にCu配線の場合を例に挙げて説明した。その他、Cu配線に代わってSTI(Shallow Trench Isolation)などや、設計データに代わってEB(Electron Beam)露光データを適用させても構わない。 In the present embodiment, the case of Cu wiring has been described as an example based on design data as a target of the CMP process. In addition, STI (Shallow Trench Isolation) or the like instead of Cu wiring, or EB (Electron Beam) exposure data may be applied instead of design data.
(付記1) 設定データに基づき膜のプロセス条件を設定する工程と、
前記プロセス条件に基づいて前記膜の平坦化シミュレーションを行う工程と、
前記平坦化シミュレーションから前記膜の危険個所の有無を判断する工程と、
前記平坦化シミュレーションの判断に基づいて前記膜の平坦化を行う工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 1) A step of setting the film process conditions based on the setting data;
Performing a planarization simulation of the film based on the process conditions;
Determining the presence or absence of a dangerous part of the film from the planarization simulation;
Performing the planarization of the film based on the determination of the planarization simulation;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
(付記2) 前記危険個所の有無を判断して、前記危険個所が有ると判断された場合、前記プロセス条件を変更し、変更した前記プロセス条件に基づいて、前記平坦化シミュレーションを再び行い、
前記危険個所が無いと判断された場合、前記危険個所が無いと判断された前記プロセス条件に基づいて平坦化を行う工程を有することを特徴とする付記1記載の半導体装置の製造方法。
(Additional remark 2) When the presence or absence of the dangerous part is determined, and it is determined that the dangerous part is present, the process condition is changed, and the flattening simulation is performed again based on the changed process condition,
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of performing planarization based on the process condition determined to have no dangerous part when it is determined that the dangerous part does not exist.
(付記3) 前記危険個所が無くならない場合、前記設計データを変更することを特徴とする付記2記載の半導体装置の製造方法。
(付記4) 前記プロセス条件は、前記平坦化シミュレーションにて平坦化される前記膜の膜厚および/または前記膜の研磨時間であることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary note 3) The method for manufacturing a semiconductor device according to supplementary note 2, wherein the design data is changed when the dangerous part does not disappear.
(Additional remark 4) The said process conditions are the film thickness of the said film | membrane planarized by the said planarization simulation, and / or the grinding | polishing time of the said film | membrane, Any one of the additional marks 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Semiconductor device manufacturing method.
(付記5) 前記設定データに代わりEB露光データを用いることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
(付記6) 設定データに基づき膜のプロセス条件を設定するプロセス条件設定部と、
前記プロセス条件に基づいて前記膜の平坦化シミュレーションを行って、前記膜の危険個所の有無を判断する平坦化シミュレーション部と、
を有することを特徴とする半導体装置製造システム。
(Additional remark 5) EB exposure data are used instead of the said setting data, The manufacturing method of the semiconductor device of any one of Additional remark 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 6) The process condition setting part which sets the process condition of a film | membrane based on setting data,
A flattening simulation unit that performs the flattening simulation of the film based on the process conditions and determines the presence or absence of a dangerous portion of the film;
A semiconductor device manufacturing system comprising:
(付記7) 前記平坦化シミュレーション部が、前記危険個所の有無を判断して、前記危険個所が有ると判断された場合、前記プロセス条件設定部が前記プロセス条件を変更し、前記平坦化シミュレーション部が、変更した前記プロセス条件に基づいて、前記平坦化シミュレーションを再び行い、
前記危険個所が無いと判断された場合、平坦化部が、前記危険個所が無いと判断された前記プロセス条件に基づいて平坦化を行うことを特徴とする付記6記載の半導体装置製造システム。
(Additional remark 7) When the said flattening simulation part judges the presence or absence of the said dangerous part and it is judged that the said dangerous part exists, the said process condition setting part changes the said process condition, The said flattening simulation part Performs the flattening simulation again based on the changed process conditions,
7. The semiconductor device manufacturing system according to appendix 6, wherein when it is determined that there is no dangerous part, the flattening unit performs flattening based on the process condition determined that there is no dangerous part.
(付記8) 前記危険個所が無くならない場合、前記設計データを変更する設計データ変更部をさらに有することを特徴とする付記7記載の半導体装置製造システム。 (Supplementary note 8) The semiconductor device manufacturing system according to supplementary note 7, further comprising a design data changing unit that changes the design data when the dangerous part does not disappear.
100 シミュレーション装置
110 プロセス条件記憶部
120 設計データ記憶部
130 設計データ作成部
140 プロセス条件設定部
150 シミュレーション部
151 CMPシミュレーション部
152 プロセス条件変更部
153 設計データ変更部
160 CMP装置・成膜装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記プロセス条件に基づいて前記膜の平坦化シミュレーションを行う工程と、
前記平坦化シミュレーションから前記膜の危険個所の有無を判断する工程と、
前記平坦化シミュレーションの判断に基づいて前記膜の平坦化を行う工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step of setting film process conditions based on the setting data;
Performing a planarization simulation of the film based on the process conditions;
Determining the presence or absence of a dangerous part of the film from the planarization simulation;
Performing the planarization of the film based on the determination of the planarization simulation;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記危険個所が無いと判断された場合、前記危険個所が無いと判断された前記プロセス条件に基づいて平坦化を行う工程を有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。 If it is determined that there is the dangerous part by determining the presence or absence of the dangerous part, the process condition is changed, and based on the changed process condition, the flattening simulation is performed again,
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of performing flattening based on the process condition determined to have no dangerous part when it is determined that there is no dangerous part.
前記プロセス条件に基づいて前記膜の平坦化シミュレーションを行って、前記膜の危険個所の有無を判断する平坦化シミュレーション部と、
を有することを特徴とする半導体装置製造システム。 A process condition setting unit for setting film process conditions based on the setting data;
A flattening simulation unit that performs the flattening simulation of the film based on the process conditions and determines the presence or absence of a dangerous portion of the film;
A semiconductor device manufacturing system comprising:
前記危険個所が無いと判断された場合、平坦化部が、前記危険個所が無いと判断された前記プロセス条件に基づいて平坦化を行うことを特徴とする請求項5記載の半導体装置製造システム。 When the flattening simulation unit determines the presence or absence of the dangerous part and determines that the dangerous part is present, the process condition setting unit changes the process condition, and the flattening simulation unit changes Based on the process conditions, perform the planarization simulation again,
6. The semiconductor device manufacturing system according to claim 5, wherein, when it is determined that there is no dangerous part, the flattening unit performs flattening based on the process condition determined that there is no dangerous part.
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