JP2009295649A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2009295649A
JP2009295649A JP2008145332A JP2008145332A JP2009295649A JP 2009295649 A JP2009295649 A JP 2009295649A JP 2008145332 A JP2008145332 A JP 2008145332A JP 2008145332 A JP2008145332 A JP 2008145332A JP 2009295649 A JP2009295649 A JP 2009295649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
semiconductor wafer
main surface
etching
manufacturing
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
JP2008145332A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Oikami
昂志 大井上
Hiroshi Tanaka
博司 田中
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.)
Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology 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 Renesas Technology Corp filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP2008145332A priority Critical patent/JP2009295649A/en
Publication of JP2009295649A publication Critical patent/JP2009295649A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a constant film thickness distribution of an insulating film formed on a main surface of a semiconductor wafer. <P>SOLUTION: A gate electrode 6 is formed on a main surface of a semiconductor wafer 1 via a gate insulating film 4, and an insulating film 12 is formed as an interlayer insulating film to cover the gate electrode 6. Since an concave and convex shapes are formed on the insulating film 12 resulting from the gate electrode 6, the surface is flattened by CMP treatment. In the CMP treatment, the peripheral part 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 tends to be polished more when compared with a central portion 1B of the main surface. Therefore, on the main surface of the wafer 1, the film thickness distribution of the insulating film 12 is corrected by wet etching so that the thickness of the insulating film 12 is increased in a region where it is polished more than in a region where it is polished in small amount during CMP treatment. Then, the insulating film 12 is flattened by the CMP treatment. The film thickness at the peripheral part 1A of the insulating film 12 after CMP treatment is substantially similar to that of the central part 1B. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体ウエハ上に形成した膜をCMP処理で平坦化する工程を有する半導体装置の製造技術に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a technique effective when applied to a semiconductor device manufacturing technique having a step of planarizing a film formed on a semiconductor wafer by CMP.

半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成し、ソース・ドレイン用の半導体領域を形成し、これらを覆うように層間絶縁膜を形成してから、この層間絶縁膜をCMP処理にて平坦化し、この層間絶縁膜上に配線層および層間絶縁膜を複数積層して多層配層構造を形成する。   A gate electrode is formed on a semiconductor substrate through a gate insulating film, a semiconductor region for source / drain is formed, an interlayer insulating film is formed so as to cover them, and this interlayer insulating film is then subjected to CMP processing. A plurality of wiring layers and interlayer insulating films are laminated on the interlayer insulating film to form a multilayer structure.

特開2007−189162号公報(特許文献1)には、半導体ウエハにおける絶縁膜の膜厚分布を均一化する処理に関する技術が記載されている。
特開2007−189162号公報
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-189162 (Patent Document 1) describes a technique related to a process for uniformizing the film thickness distribution of an insulating film in a semiconductor wafer.
JP 2007-189162 A

本発明者の検討によれば、次のことが分かった。   According to the study of the present inventor, the following has been found.

半導体基板上にゲート電極や配線パターンのような下層パターンを形成し、この下層パターンを覆うように層間絶縁膜を形成すると、下層パターンの凹凸を反映して、層間絶縁膜の上面にも凹凸が生じてしまう。層間絶縁膜の上面に凹凸が残ったままだと、層間絶縁膜上に形成する配線層に悪影響が生じる可能性がある。このため、下層パターンを反映して凹凸が生じた層間絶縁膜の上面をCMP法で平坦化してから、平坦化された層間絶縁膜にコンタクトホールを形成したり、平坦化された層間絶縁膜上に配線層を形成したりする。   When a lower layer pattern such as a gate electrode or a wiring pattern is formed on a semiconductor substrate and an interlayer insulating film is formed so as to cover the lower layer pattern, the upper surface of the interlayer insulating film is also uneven, reflecting the unevenness of the lower layer pattern. It will occur. If irregularities remain on the upper surface of the interlayer insulating film, the wiring layer formed on the interlayer insulating film may be adversely affected. For this reason, after flattening the upper surface of the interlayer insulating film reflecting the lower layer pattern by CMP, a contact hole is formed in the planarized interlayer insulating film, or on the planarized interlayer insulating film. Or forming a wiring layer.

しかしながら、CMP処理時の研磨圧力は、下層パターンに依存する。このため、半導体ウエハの主面の周辺部は、半導体ウエハの主面の中央部に比べて、ゲート電極や配線パターンのパターン密度が小さいので、CMP処理の研磨速度が急激に大きくなり、研磨量が大きくなる傾向がある。露光装置の発塵回避のために、ウエハエッジリンスおよび周辺露光を行うと、半導体ウエハの主面の周辺部にはゲート電極や配線パターンが全く存在しなくなるので、この傾向は更に強くなる。   However, the polishing pressure during the CMP process depends on the lower layer pattern. Therefore, the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer has a smaller pattern density of the gate electrode and the wiring pattern than the central portion of the main surface of the semiconductor wafer. Tend to be larger. When wafer edge rinsing and peripheral exposure are performed in order to avoid dust generation in the exposure apparatus, this tendency is further increased because there are no gate electrodes or wiring patterns in the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer.

半導体装置の小型化や高集積化に伴うゲート電極や配線パターンの寸法が微細化により、層間絶縁膜の膜厚も薄くなってきている。しかしながら、上述のように半導体ウエハの主面の周辺部でCMP処理の研磨量が多くなると、層間絶縁膜から下層パターン(ゲート電極や配線パターン)が露出する可能性があり、それによって、ショート不良を引き起こす可能性がある。これは、半導体装置の製造歩留まりを低下させる。半導体ウエハの主面の周辺部は、チップ取得数が多いため、半導体ウエハの主面の周辺部での不良の発生は、半導体ウエハ全体での不良率(半導体ウエハ全体から取得される半導体チップの総数に対する不良チップの割合)に与える影響が大きく、半導体装置の製造歩留まりを大きく低減させてしまう。   With the miniaturization of gate electrodes and wiring patterns due to miniaturization and high integration of semiconductor devices, the film thickness of interlayer insulating films has also been reduced. However, as described above, if the polishing amount of the CMP process increases in the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer, the lower layer pattern (gate electrode or wiring pattern) may be exposed from the interlayer insulating film, thereby causing a short circuit failure. May cause. This reduces the manufacturing yield of the semiconductor device. Since the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer has a large number of chip acquisitions, the occurrence of defects in the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer is caused by the defect rate in the entire semiconductor wafer (the semiconductor chip acquired from the entire semiconductor wafer). The ratio of defective chips to the total number) is greatly affected, and the manufacturing yield of the semiconductor device is greatly reduced.

本発明の目的は、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the manufacturing yield of a semiconductor device.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明は、半導体ウエハの主面上にパターン層を形成し、このパターン層を覆うように絶縁膜を形成し、この絶縁膜をCMP処理で平坦化する。この際、CMP処理時の半導体ウエハにおける絶縁膜の研磨量の分布に応じて、CMP処理の前に絶縁膜をエッチングして半導体ウエハの主面における絶縁膜の膜厚分布を補正しておき、この膜厚分布の補正後に絶縁膜の上面をCMP処理して平坦化するものである。   In the present invention, a pattern layer is formed on the main surface of a semiconductor wafer, an insulating film is formed so as to cover the pattern layer, and the insulating film is planarized by CMP processing. At this time, according to the distribution of the polishing amount of the insulating film in the semiconductor wafer during the CMP process, the insulating film is etched before the CMP process to correct the thickness distribution of the insulating film on the main surface of the semiconductor wafer, After the correction of the film thickness distribution, the upper surface of the insulating film is planarized by CMP.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

半導体ウエハの主面における絶縁膜の膜厚分布を均一にすることができる。   The thickness distribution of the insulating film on the main surface of the semiconductor wafer can be made uniform.

また、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。   In addition, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

本願発明を詳細に説明する前に、本願における用語の意味を説明すると次の通りである。   Before describing the present invention in detail, the meaning of terms in the present application will be described as follows.

1.シリコン等物質名を言う場合、特にその旨記載した場合を除き、表示された物質のみを示すものではなく、示された物質(元素、原子群、分子、高分子、共重合体、化合物等)を主要な成分、組成成分とするものを含むものとする。   1. When referring to the name of a substance such as silicon, unless otherwise specified, it does not indicate only the indicated substance, but the indicated substance (element, atomic group, molecule, polymer, copolymer, compound, etc.) Including the main component and composition component.

すなわち、シリコン領域等といっても、特にそうでない旨明示したときを除き、純粋シリコン領域、不純物をドープしたシリコンを主要な成分とする領域、GeSiのようにシリコンを主要な構成要素とする混晶領域等を含むものとする。更に、MISというときの「M」は、特にそうでない旨明示したときを除き、純粋な金属に限定されるものではなく、ポリシリコン(アモルファスを含む)電極、シリサイド層、その他の金属類似の性質を示す部材を含むものとする。更に、MISというときの「I」は、特にそうでない旨明示したときを除き、酸化シリコン膜等の酸化膜に限定されず、窒化膜、酸窒化膜、アルミナ膜その他の通常誘電体、高誘電体、強誘電体膜等を含むものとする。   In other words, a silicon region or the like is a pure silicon region, a region containing silicon doped with impurities as a main component, or a mixture containing silicon as a main component such as GeSi, unless otherwise specified. Crystal region and the like. Further, “M” in the case of MIS is not limited to a pure metal unless explicitly stated otherwise, but is not limited to a pure metal, but includes a polysilicon (including amorphous) electrode, a silicide layer, and other metal-like properties. It shall include the member which shows. Further, “I” in the case of MIS is not limited to an oxide film such as a silicon oxide film unless otherwise specified, and is not limited to a nitride film, an oxynitride film, an alumina film, or other ordinary dielectrics, high dielectrics. Body, ferroelectric film and the like.

2.ウエハとは、半導体集積回路の製造に用いるシリコンその他の半導体単結晶基板(一般にほぼ円板形、半導体ウエハ、その他それらを単位集積回路領域に分割した半導体チップ又はペレット並びにその基体領域)、サファイア基板、ガラス基板、その他の絶縁、反絶縁または半導体基板等並びにそれらの複合的基板を言う。   2. A wafer is a silicon or other semiconductor single crystal substrate (generally a substantially disk shape, a semiconductor wafer, or other semiconductor chips or pellets obtained by dividing them into unit integrated circuit regions and a base region thereof) used in the manufacture of semiconductor integrated circuits, and a sapphire substrate. , Glass substrates, other insulating, anti-insulating or semiconductor substrates and the like and composite substrates thereof.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number. Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.

また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図や斜視図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。   In the drawings used in the embodiments, hatching may be omitted even in a cross-sectional view so as to make the drawings easy to see. Further, even a plan view or a perspective view may be hatched to make the drawing easy to see.

(実施の形態1)
本実施の形態の半導体装置の製造工程を図面を参照して説明する。
(Embodiment 1)
A manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図1〜図11は、本発明の一実施の形態である半導体装置、例えばMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)、の製造工程中の要部断面図である。   FIGS. 1 to 11 are cross-sectional views of a main part during a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, for example, a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor).

まず、図1に示されるように、例えば1〜10Ωcm程度の比抵抗を有するp型の単結晶シリコンなどからなる半導体ウエハ(ウエハ、半導体基板)1を準備し、半導体ウエハ1の主面に素子分離領域2を形成する。素子分離領域2は酸化シリコンなどの絶縁体からなり、例えばSTI(Shallow Trench Isolation)法またはLOCOS(Local Oxidization of Silicon )法などにより形成することができる。素子分離領域2を形成することにより、半導体ウエハ1の主面には、素子分離領域2によって周囲を規定された活性領域が形成され、この活性領域に後述するMISFETQNが形成される。   First, as shown in FIG. 1, a semiconductor wafer (wafer, semiconductor substrate) 1 made of p-type single crystal silicon having a specific resistance of, for example, about 1 to 10 Ωcm is prepared, and an element is formed on the main surface of the semiconductor wafer 1. An isolation region 2 is formed. The element isolation region 2 is made of an insulator such as silicon oxide, and can be formed by, for example, an STI (Shallow Trench Isolation) method or a LOCOS (Local Oxidization of Silicon) method. By forming the element isolation region 2, an active region whose periphery is defined by the element isolation region 2 is formed on the main surface of the semiconductor wafer 1, and a MISFET QN described later is formed in this active region.

次に、半導体ウエハ1の主面から所定の深さに渡ってp型ウエル3を形成する。p型ウエル3は、例えばホウ素(B)などのp型の不純物をイオン注入することなどによって形成することができる。   Next, the p-type well 3 is formed from the main surface of the semiconductor wafer 1 to a predetermined depth. The p-type well 3 can be formed by ion-implanting a p-type impurity such as boron (B).

次に、p型ウエル3の表面を清浄化した後、p型ウエル3の表面にゲート絶縁膜4を形成する。ゲート絶縁膜4は、例えば薄い酸化シリコン膜などからなり、例えば熱酸化法などによって形成することができる。また、ゲート絶縁膜4を酸窒化シリコン膜により形成することもできる。また、ゲート絶縁膜4を、いわゆるhigh−k絶縁膜(高誘電率膜)により形成することも可能である。   Next, after cleaning the surface of the p-type well 3, a gate insulating film 4 is formed on the surface of the p-type well 3. The gate insulating film 4 is made of, for example, a thin silicon oxide film, and can be formed by, for example, a thermal oxidation method. Alternatively, the gate insulating film 4 can be formed of a silicon oxynitride film. The gate insulating film 4 can also be formed of a so-called high-k insulating film (high dielectric constant film).

次に、半導体ウエハ1の主面上に(すなわちゲート絶縁膜4上に)、導電膜(導体膜、導電性膜)5を形成する。導電膜5はゲート電極形成用の導電膜である。導電膜5は、例えば低抵抗の多結晶シリコン膜(不純物を導入した多結晶シリコン膜、ドープトポリシリコン膜)により形成することができる。それから、導電膜5上に形成したフォトレジストパターン(図示せず)をエッチングマスクとして用いて、導電膜5をエッチング(ドライエッチング)してパターニングする。これにより、図2に示されるように、パターニングされた導電膜5からなるゲート電極6がp型ウエル3上のゲート絶縁膜4上に形成される。ゲート電極6は、パターニングされた導体膜5(すなわち導体膜パターン)からなるので、半導体ウエハ1の主面上に形成されたパターン層とみなすことができる。   Next, a conductive film (conductor film, conductive film) 5 is formed on the main surface of the semiconductor wafer 1 (that is, on the gate insulating film 4). The conductive film 5 is a conductive film for forming a gate electrode. The conductive film 5 can be formed of, for example, a low resistance polycrystalline silicon film (polycrystalline silicon film doped with impurities, doped polysilicon film). Then, the conductive film 5 is etched (dry etching) and patterned using a photoresist pattern (not shown) formed on the conductive film 5 as an etching mask. Thereby, as shown in FIG. 2, the gate electrode 6 made of the patterned conductive film 5 is formed on the gate insulating film 4 on the p-type well 3. Since the gate electrode 6 is composed of the patterned conductor film 5 (that is, a conductor film pattern), it can be regarded as a pattern layer formed on the main surface of the semiconductor wafer 1.

次に、図3に示されるように、p型ウエル3のゲート電極6の両側の領域にリン(P)またはヒ素(As)などのn型の不純物をイオン注入することなどにより、p型ウエル3にn型半導体領域7を形成する。n型半導体領域7は、ゲート電極6に対して自己整合して形成される。 Next, as shown in FIG. 3, an n-type impurity such as phosphorus (P) or arsenic (As) is ion-implanted into the regions on both sides of the gate electrode 6 of the p-type well 3, thereby 3, an n type semiconductor region 7 is formed. The n type semiconductor region 7 is formed in self-alignment with the gate electrode 6.

次に、ゲート電極6の側壁上に、絶縁膜として、例えば酸化シリコンまたは窒化シリコンあるいはそれら絶縁膜の積層膜などからなるサイドウォールスペーサ(側壁スペーサ、サイドウォール、側壁絶縁膜)8を形成する。サイドウォールスペーサ8は、例えば、半導体基板1上に酸化シリコン膜または窒化シリコン膜あるいはそれらの積層膜を堆積し、この酸化シリコン膜または窒化シリコン膜あるいはそれらの積層膜をRIE(Reactive Ion Etching)法などにより異方性エッチング(エッチバック)することによって形成することができる。   Next, sidewall spacers (sidewall spacers, sidewalls, sidewall insulating films) 8 made of, for example, silicon oxide or silicon nitride or a laminated film of these insulating films are formed on the sidewalls of the gate electrode 6. For example, the sidewall spacer 8 is formed by depositing a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof on the semiconductor substrate 1, and depositing the silicon oxide film, the silicon nitride film, or the laminated film by an RIE (Reactive Ion Etching) method. It can be formed by anisotropic etching (etchback) by, for example.

次に、サイドウォールスペーサ8をイオン注入阻止マスクとして用いて、p型ウエル3のゲート電極6およびサイドウォールスペーサ8の両側の領域にリン(P)またはヒ素(As)などのn型の不純物をイオン注入することなどにより、サイドウォールスペーサ8に自己整合してn型半導体領域9(ソース、ドレイン)をp型ウエル3に形成する。n型半導体領域9は、n型半導体領域7よりも不純物濃度が高い。イオン注入後、導入した不純物の活性化のためのアニール処理(熱処理)を行うこともできる。 Next, using the sidewall spacer 8 as an ion implantation blocking mask, n-type impurities such as phosphorus (P) or arsenic (As) are formed in the regions on both sides of the gate electrode 6 and the sidewall spacer 8 of the p-type well 3. An n + type semiconductor region 9 (source, drain) is formed in the p-type well 3 by self-alignment with the sidewall spacer 8 by ion implantation or the like. The n + type semiconductor region 9 has a higher impurity concentration than the n type semiconductor region 7. After ion implantation, annealing treatment (heat treatment) for activating the introduced impurities can be performed.

これにより、nチャネル型MISFETのソースまたはドレインとして機能するn型の半導体領域(不純物拡散層)が、n型半導体領域(不純物拡散層)9およびn型半導体領域7により形成される。従って、nチャネル型MISFETのソース・ドレイン領域は、LDD(Lightly doped Drain)構造を有している。 As a result, an n-type semiconductor region (impurity diffusion layer) that functions as a source or drain of the n-channel MISFET is formed by the n + -type semiconductor region (impurity diffusion layer) 9 and the n -type semiconductor region 7. Therefore, the source / drain regions of the n-channel MISFET have an LDD (Lightly doped Drain) structure.

このようにして、p型ウエル3にnチャネル型のMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)QNが形成され、図3の構造が得られる。なお、本実施の形態では、nチャネル型のMISFETを形成する場合について説明したが、n型とp型の導電型を逆にするなどして、pチャネル型のMISFETを形成することもできる。また、nチャネル型のMISFETとpチャネル型のMISFETの両方を形成して、CMISFET(Complementary Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)を形成することもできる。   In this manner, an n-channel type MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) QN is formed in the p-type well 3, and the structure shown in FIG. 3 is obtained. Note that although the case where an n-channel MISFET is formed has been described in this embodiment, a p-channel MISFET can also be formed by reversing the n-type and p-type conductivity types. In addition, a CMISFET (Complementary Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) can be formed by forming both an n-channel MISFET and a p-channel MISFET.

次に、図4に示されるように、ゲート電極6およびn型半導体領域9の表面を露出させ、例えばコバルト(Co)膜またはニッケル(Ni)膜のような金属膜を堆積して熱処理することによって、ゲート電極6とn型半導体領域9との表面に、それぞれ金属シリサイド層10(例えばコバルトシリサイド層またはニッケルシリサイド層)を形成する。これにより、n型半導体領域9の拡散抵抗やコンタクト抵抗などを低抵抗化することができる。その後、未反応の金属膜(コバルト膜またはニッケル膜)は除去する。図4には、未反応の金属膜を除去した状態が示されている。 Next, as shown in FIG. 4, the surfaces of the gate electrode 6 and the n + type semiconductor region 9 are exposed, and a metal film such as a cobalt (Co) film or a nickel (Ni) film is deposited and heat-treated. As a result, metal silicide layers 10 (for example, a cobalt silicide layer or a nickel silicide layer) are formed on the surfaces of the gate electrode 6 and the n + type semiconductor region 9, respectively. Thereby, the diffusion resistance, contact resistance and the like of the n + type semiconductor region 9 can be reduced. Thereafter, the unreacted metal film (cobalt film or nickel film) is removed. FIG. 4 shows a state where the unreacted metal film is removed.

次に、図5に示されるように、半導体ウエハ1の主面上に、ゲート電極6およびサイドウォールスペーサ8を覆うように、絶縁膜11および絶縁膜(層間絶縁膜)12を順に形成(堆積)する。絶縁膜12は、絶縁膜11よりも厚く、層間絶縁膜として機能する絶縁膜である。絶縁膜11は、絶縁膜12よりも薄く、絶縁膜12に後述のコンタクトホール13を形成する際のエッチングストッパ膜として機能する絶縁膜である。絶縁膜11は、例えば窒化シリコン膜からなり、絶縁膜11上の絶縁膜12は、例えば酸化シリコン膜などからなり、CVD法などにより形成することができる。   Next, as shown in FIG. 5, an insulating film 11 and an insulating film (interlayer insulating film) 12 are sequentially formed (deposited) on the main surface of the semiconductor wafer 1 so as to cover the gate electrode 6 and the sidewall spacer 8. ) The insulating film 12 is an insulating film that is thicker than the insulating film 11 and functions as an interlayer insulating film. The insulating film 11 is an insulating film that is thinner than the insulating film 12 and functions as an etching stopper film when a contact hole 13 described later is formed in the insulating film 12. The insulating film 11 is made of, for example, a silicon nitride film, and the insulating film 12 on the insulating film 11 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed by a CVD method or the like.

絶縁膜11の膜厚(堆積膜厚)は、例えば40nm程度とすることができ、絶縁膜12の膜厚(堆積膜厚)t1は、例えば800〜900nm程度とすることができる。絶縁膜12の堆積(形成)後、詳細は後述するが、半導体ウエハ1の主面上に堆積した絶縁膜12の膜厚分布を補正する処理である後述のステップS2を行い、その後、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械的研磨)法で絶縁膜12の上面を平坦化する後述のステップS3を行う。これにより、絶縁膜12を堆積した段階では、図5に示されるように、下地段差(ここではゲート電極6およびサイドウォールスペーサ8による段差)に起因して絶縁膜12の表面(上面)に凹凸形状が形成されているが、図6に示されるように、絶縁膜12の表面(上面)がCMP法により研磨されて平坦化される。なお、図5は、絶縁膜12を堆積した後で、後述のステップS2による絶縁膜12の膜厚分布の補正処理を行う前の状態が示され、また、図6は、後述のステップS3のCMP処理によって絶縁膜12の上面を平坦化した状態が示されている。   The film thickness (deposited film thickness) of the insulating film 11 can be about 40 nm, for example, and the film thickness (deposited film thickness) t1 of the insulating film 12 can be about 800 to 900 nm, for example. After the insulating film 12 is deposited (formed), step S2, which will be described later, which is a process for correcting the film thickness distribution of the insulating film 12 deposited on the main surface of the semiconductor wafer 1, is performed. Step S3 described later is performed to planarize the upper surface of the insulating film 12 by a chemical mechanical polishing method. Thus, at the stage where the insulating film 12 is deposited, as shown in FIG. 5, the surface (upper surface) of the insulating film 12 is uneven due to the base step (here, the step due to the gate electrode 6 and the sidewall spacer 8). Although the shape is formed, as shown in FIG. 6, the surface (upper surface) of the insulating film 12 is polished and planarized by the CMP method. FIG. 5 shows a state after depositing the insulating film 12 and before performing a correction process of the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S2 to be described later, and FIG. 6 shows a state in step S3 to be described later. A state in which the upper surface of the insulating film 12 is planarized by CMP processing is shown.

次に、図7に示されるように、フォトリソグラフィ法を用いて絶縁膜12上に形成したフォトレジストパターン(図示せず)をエッチングマスクとして、絶縁膜12,11をドライエッチングすることにより、n型半導体領域9(ソース、ドレイン)およびゲート電極6の上部などにコンタクトホール(開口部、貫通孔)13を形成する。この際、まず絶縁膜11をエッチングストッパ膜として用いて絶縁膜12をドライエッチングして絶縁膜12にコンタクトホール13を形成し、それからコンタクトホール13の底部で絶縁膜11をドライエッチングすることにより、絶縁膜11,12を貫通するコンタクトホール13を形成することができる。これにより、コンタクトホール13の形成のためのドライエッチング工程で、基板領域(n型半導体領域9)がダメージを受けるのを防止することができる。絶縁膜12,11に形成されたコンタクトホール13の底部では、半導体ウエハ1の主面の一部、例えばn型半導体領域9(の表面上の金属シリサイド層10)の一部やゲート電極6(の表面上の金属シリサイド層10)の一部などが露出される。 Next, as shown in FIG. 7, the insulating films 12 and 11 are dry-etched using a photoresist pattern (not shown) formed on the insulating film 12 by photolithography as an etching mask. Contact holes (openings, through holes) 13 are formed in the + type semiconductor region 9 (source, drain), the upper portion of the gate electrode 6 and the like. At this time, first, the insulating film 12 is dry-etched using the insulating film 11 as an etching stopper film to form a contact hole 13 in the insulating film 12, and then the insulating film 11 is dry-etched at the bottom of the contact hole 13. A contact hole 13 penetrating the insulating films 11 and 12 can be formed. Thereby, it is possible to prevent the substrate region (n + -type semiconductor region 9) from being damaged in the dry etching process for forming the contact hole 13. At the bottom of the contact hole 13 formed in the insulating films 12, 11, a part of the main surface of the semiconductor wafer 1, for example, a part of the n + type semiconductor region 9 (the metal silicide layer 10 on the surface thereof) or the gate electrode 6. A part of (the metal silicide layer 10 on the surface) is exposed.

次に、コンタクトホール13内にプラグ14を形成する。プラグ14を形成するには、例えば、コンタクトホール13の内部を含む絶縁膜12上に導電性バリア膜(例えばチタン膜と窒化チタン膜の積層膜)14aを形成した後、タングステン膜などからなる主導体膜14bをCVD法などによって導電性バリア膜14a上にコンタクトホール13を埋めるように形成する。それから、絶縁膜12上の不要な主導体膜14bおよび導電性バリア膜14aをCMP法またはエッチバック法などによって除去し、コンタクトホール13内に導電性バリア膜14aおよび主導体膜14bを残す。これにより、コンタクトホール13内に残存して埋め込まれた導電性バリア膜14aおよび主導体膜14bからなるプラグ14を形成することができる。   Next, a plug 14 is formed in the contact hole 13. In order to form the plug 14, for example, a conductive barrier film (for example, a laminated film of a titanium film and a titanium nitride film) 14 a is formed on the insulating film 12 including the inside of the contact hole 13, and then led by a tungsten film or the like. The body film 14b is formed by the CVD method or the like so as to fill the contact hole 13 on the conductive barrier film 14a. Then, the unnecessary main conductor film 14b and the conductive barrier film 14a on the insulating film 12 are removed by a CMP method or an etch back method, and the conductive barrier film 14a and the main conductor film 14b are left in the contact hole 13. Thereby, the plug 14 made of the conductive barrier film 14a and the main conductor film 14b remaining and buried in the contact hole 13 can be formed.

次に、図8に示されるように、プラグ14が埋め込まれた絶縁膜12上に、配線15を形成する。例えば、チタン膜15a、窒化チタン膜15b、アルミニウム膜15cおよび窒化チタン膜15dをスパッタリング法などによって順に形成し、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法などを用いてパターニングすることで、配線15を形成することができる。配線15は、パターニングされた導体膜(ここではチタン膜15a、窒化チタン膜15b、アルミニウム膜15cおよび窒化チタン膜15dの積層膜)からなるので、半導体ウエハ1の主面上に形成されたパターン層とみなすことができる。   Next, as shown in FIG. 8, a wiring 15 is formed on the insulating film 12 in which the plug 14 is embedded. For example, the wiring 15 is formed by sequentially forming a titanium film 15a, a titanium nitride film 15b, an aluminum film 15c, and a titanium nitride film 15d by sputtering and patterning using a photolithography method and a dry etching method. Can do. Since the wiring 15 is made of a patterned conductor film (here, a laminated film of a titanium film 15a, a titanium nitride film 15b, an aluminum film 15c, and a titanium nitride film 15d), a pattern layer formed on the main surface of the semiconductor wafer 1 Can be considered.

次に、図9に示されるように、半導体ウエハ1の主面上に(すなわち絶縁膜12上に)、配線15を覆うように、絶縁膜(層間絶縁膜)16を形成(堆積)する。絶縁膜16は、層間絶縁膜として機能する絶縁膜であり、例えば酸化シリコン膜などからなり、CVD法などにより形成することができる。絶縁膜16の膜厚(堆積膜厚)は、例えば800nm程度とすることができる。なお、図9〜図11は、図8に続く半導体装置の製造工程中における要部断面図を示しているが、図面の簡略化のために、図9〜図11では、図8の絶縁膜12より下の構造についての図示を省略している。   Next, as shown in FIG. 9, an insulating film (interlayer insulating film) 16 is formed (deposited) on the main surface of the semiconductor wafer 1 (that is, on the insulating film 12) so as to cover the wiring 15. The insulating film 16 is an insulating film that functions as an interlayer insulating film, and is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed by a CVD method or the like. The film thickness (deposited film thickness) of the insulating film 16 can be about 800 nm, for example. 9 to 11 are cross-sectional views of the main part in the manufacturing process of the semiconductor device subsequent to FIG. Illustrations of structures below 12 are omitted.

絶縁膜16の堆積(形成)後、詳細は後述するが、半導体ウエハ1の主面上に堆積した絶縁膜16の膜厚分布を補正する処理である後述のステップS2を行い、その後、CMP法で絶縁膜16の上面を平坦化する後述のステップS3を行う。これにより、絶縁膜16を堆積した段階では、図9に示されるように、下地段差(ここでは配線15による段差)に起因して絶縁膜16の表面(上面)に凹凸形状が形成されているが、図10に示されるように、絶縁膜16の表面(上面)がCMP法により研磨されて平坦化される。なお、図9は、絶縁膜16を堆積した後で、後述のステップS2による絶縁膜16の膜厚分布の補正処理を行う前の状態が示され、また、図10は、後述のステップS3のCMP処理によって絶縁膜16の上面を平坦化した状態が示されている。   After the insulating film 16 is deposited (formed), step S2, which will be described later, which is a process for correcting the film thickness distribution of the insulating film 16 deposited on the main surface of the semiconductor wafer 1, will be described later. Step S3 to be described later for flattening the upper surface of the insulating film 16 is performed. As a result, at the stage where the insulating film 16 is deposited, as shown in FIG. 9, an uneven shape is formed on the surface (upper surface) of the insulating film 16 due to a base step (here, a step due to the wiring 15). However, as shown in FIG. 10, the surface (upper surface) of the insulating film 16 is polished and planarized by the CMP method. 9 shows a state after depositing the insulating film 16 and before performing a correction process for the film thickness distribution of the insulating film 16 in step S2 described later. FIG. 10 shows a state in step S3 described later. A state in which the upper surface of the insulating film 16 is planarized by CMP processing is shown.

次に、図11に示されるように、フォトリソグラフィ法を用いて絶縁膜16上に形成したフォトレジストパターン(図示せず)をエッチングマスクとして、絶縁膜16をドライエッチングすることにより、配線15の上部にスルーホール(開口部、貫通孔)17を形成する。絶縁膜16に形成されたスルーホール17の底部では、配線15の一部が露出される。   Next, as shown in FIG. 11, by using the photoresist pattern (not shown) formed on the insulating film 16 by photolithography as an etching mask, the insulating film 16 is dry-etched, so that the wiring 15 A through hole (opening, through hole) 17 is formed in the upper part. A part of the wiring 15 is exposed at the bottom of the through hole 17 formed in the insulating film 16.

次に、スルーホール17内にプラグ18を形成する。プラグ18は、上記プラグ14と同様にして形成することができる。   Next, the plug 18 is formed in the through hole 17. The plug 18 can be formed in the same manner as the plug 14.

その後、絶縁膜16上に、更に配線や層間絶縁膜などが形成されるが、ここではその説明は省略する。   Thereafter, a wiring, an interlayer insulating film, and the like are further formed on the insulating film 16, but the description thereof is omitted here.

図12および図13は、本実施の形態とは異なり、後述のステップS2の処理を行わない比較例の半導体装置の製造工程中の要部断面図であり、半導体ウエハ1の主面の周辺部(外周部)1Aと半導体ウエハ1の主面の中央部1Bの要部断面図が示されている。すなわち、比較例は、後述のステップS1の後で、後述のステップS2を行うことなく、後述のステップS3を行う場合に対応する。なお、図12は、絶縁膜12を堆積した直後(すなわち上記図5に対応する工程段階)の要部断面図であり、図13は、絶縁膜12をCMP処理した直後(すなわち上記図6に対応する工程段階)の要部断面図である。また、図12および図13では、図面の簡略化のために、p型ウエル3、n型半導体領域7およびn型半導体領域9は、半導体ウエハ1に含めて図示し、かつ、サイドウォールスペーサ8、金属シリサイド層10および絶縁膜11の図示を省略している。 12 and 13 are cross-sectional views of the main part during the manufacturing process of the semiconductor device of the comparative example in which the process of step S2 described later is not performed unlike the present embodiment, and the peripheral part of the main surface of the semiconductor wafer 1 A cross-sectional view of the main part of (outer peripheral part) 1A and the central part 1B of the main surface of the semiconductor wafer 1 is shown. That is, the comparative example corresponds to a case where step S3 described later is performed after step S1 described later without performing step S2 described later. 12 is a cross-sectional view of the main part immediately after depositing the insulating film 12 (that is, the process step corresponding to FIG. 5 above), and FIG. 13 is just after the CMP process of the insulating film 12 (that is, in FIG. 6 above). It is principal part sectional drawing of the corresponding process step. 12 and 13, for simplification of the drawing, the p-type well 3, the n -type semiconductor region 7 and the n + -type semiconductor region 9 are included in the semiconductor wafer 1 and are illustrated as sidewalls. The spacer 8, the metal silicide layer 10, and the insulating film 11 are not shown.

また、図14は、比較例の半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を示すグラフである。図14のグラフの横軸は、半導体ウエハ1の主面における中心(主面の中心)からの距離に対応する。ここでは、半導体ウエハ1として、直径300mmの半導体ウエハを使用した場合について記載している。このため、図14のグラフの横軸が0mmのところが半導体ウエハ1の主面のちょうど中心に対応し、図14のグラフの横軸が150mmのところが半導体ウエハ1の主面の端部(ウエハ端、外周端、最外周)に対応する。なお、後述の図24において、符号38で示される位置が、半導体ウエハ1の主面の中心に対応する。また、図12および図13に示される半導体ウエハ1の主面の周辺部(外周部)1Aは、半導体ウエハ1の主面において、半導体ウエハ1の端部(ウエハ端、外周端、最外周)から概ね5mm以内の領域(図14のグラフの横軸が概ね145〜150mmの領域)に対応する。図12および図13に示される半導体ウエハ1の主面の中央部1Bは、半導体ウエハ1の主面において、上記周辺部1Aよりも内側(半導体ウエハ1の中心に近い側)の領域(図14のグラフの横軸が概ね0〜145mmの領域)に対応する。また、図14のグラフの縦軸は絶縁膜12の膜厚に対応する。なお、図14のグラフには、絶縁膜12を堆積した直後(すなわち図12に対応する工程段階)における絶縁膜12の膜厚分布(図14のグラフ中に「堆積直後(図12)」と示してあるもの)と、絶縁膜12をCMP処理した直後(すなわち図13に対応する工程段階)における絶縁膜12の膜厚分布(図14のグラフ中に「CMP処理後(図13)」と示してあるもの)とが示されている。   FIG. 14 is a graph showing the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 in the manufacturing process of the semiconductor device of the comparative example. The horizontal axis of the graph in FIG. 14 corresponds to the distance from the center of the main surface of the semiconductor wafer 1 (the center of the main surface). Here, a case where a semiconductor wafer having a diameter of 300 mm is used as the semiconductor wafer 1 is described. For this reason, the position where the horizontal axis of the graph of FIG. 14 is 0 mm corresponds to the exact center of the main surface of the semiconductor wafer 1, and the position of the horizontal axis of the graph of FIG. , Outer peripheral edge, outermost periphery). In FIG. 24 described later, the position indicated by reference numeral 38 corresponds to the center of the main surface of the semiconductor wafer 1. Further, the peripheral portion (outer peripheral portion) 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 shown in FIGS. 12 and 13 is the end portion (wafer end, outer peripheral end, outermost periphery) of the semiconductor wafer 1 on the main surface of the semiconductor wafer 1. Corresponds to a region within approximately 5 mm (region where the horizontal axis of the graph of FIG. 14 is approximately 145 to 150 mm). A central portion 1B of the main surface of the semiconductor wafer 1 shown in FIGS. 12 and 13 is a region on the inner surface (side closer to the center of the semiconductor wafer 1) of the main surface of the semiconductor wafer 1 than the peripheral portion 1A (FIG. 14). The horizontal axis of the graph corresponds to a region of approximately 0 to 145 mm). Further, the vertical axis of the graph of FIG. 14 corresponds to the film thickness of the insulating film 12. In the graph of FIG. 14, the film thickness distribution of the insulating film 12 immediately after the insulating film 12 is deposited (that is, the process step corresponding to FIG. 12) is “just after deposition (FIG. 12)” in the graph of FIG. 14. And the film thickness distribution of the insulating film 12 immediately after the CMP process of the insulating film 12 (that is, the process stage corresponding to FIG. 13) (after the CMP process (FIG. 13) in the graph of FIG. 14). Are shown).

図12に示されるように、半導体ウエハ1の主面上に絶縁膜12を堆積した段階では、絶縁膜12の上面には、凹凸形状が形成されている。この凹凸形状を無くすために、絶縁膜12の堆積後に、絶縁膜12の上面をCMP法で研磨して平坦化させる。図13には、CMP法で絶縁膜12の上面を平坦化した状態が示されている。   As shown in FIG. 12, when the insulating film 12 is deposited on the main surface of the semiconductor wafer 1, an uneven shape is formed on the upper surface of the insulating film 12. In order to eliminate the uneven shape, the upper surface of the insulating film 12 is polished and planarized by CMP after the insulating film 12 is deposited. FIG. 13 shows a state in which the upper surface of the insulating film 12 is planarized by the CMP method.

しかしながら、半導体ウエハ1の主面において、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aは、半導体チップとして使われない領域(ゲート電極6を形成しない領域)があるため、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、ゲート電極6のパターン密度が小さい。このため、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aは、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、CMP処理の研磨速度が急激に大きくなり、研磨量が大きくなる傾向がある。すなわち、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aと中央部1Bとで、CMP処理時の研磨量に差が生じてしまう。   However, in the main surface of the semiconductor wafer 1, the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 has a region (region where the gate electrode 6 is not formed) that is not used as a semiconductor chip. Compared with 1B), the pattern density of the gate electrode 6 is smaller. For this reason, in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1, the polishing rate of the CMP process is rapidly increased and the polishing amount tends to be larger than the region other than the peripheral portion (central portion 1B). That is, there is a difference in the polishing amount during the CMP process between the peripheral portion 1A and the central portion 1B of the main surface of the semiconductor wafer 1.

このため、本実施の形態とは異なり、後述のステップS2の処理を行わなかった比較例の場合、図13に示されるように、絶縁膜12をCMP処理した後の絶縁膜12の厚みは、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、かなり薄くなってしまう。すなわち、図14のグラフに示されるように、絶縁膜12の堆積時には、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の堆積膜厚の膜厚分布が均一であったとしても、半導体ウエハ1の主面においてCMP処理時の研磨量の分布が不均一であるため、絶縁膜12をCMP処理した後の半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布が不均一になってしまうのである。   For this reason, unlike the present embodiment, in the case of the comparative example in which the process of step S2 described later is not performed, the thickness of the insulating film 12 after the CMP process of the insulating film 12 is as shown in FIG. The peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is considerably thinner than the region other than the peripheral portion (central portion 1B). That is, as shown in the graph of FIG. 14, when the insulating film 12 is deposited, even if the thickness distribution of the deposited film thickness of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 is uniform, Since the distribution of the polishing amount during the CMP process is non-uniform on the surface, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 after the CMP process of the insulating film 12 becomes non-uniform.

CMP処理後の絶縁膜12の膜厚分布が不均一になると、ここでは、半導体ウエハ1の主面の周辺部1AにおけるCMP処理後の絶縁膜12の膜厚が、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて薄くなると、次のような不具合が生じてしまう可能性がある。すなわち、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aにおいて、CMP処理した絶縁膜12からゲート電極6が露出してしまう可能性がある。これは、半導体装置の製造歩留まりを低下させる。また、コンタクトホール13形成時のエッチングは、絶縁膜12の厚みが最も厚い部分でもコンタクトホール13を開口できるように行われるため、絶縁膜12の厚みが薄い半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aにおいて、コンタクトホール13形成時にコンタクトホール13の底部でオーバーエッチングが生じて基板領域(n型半導体領域9)がダメージを受け、MISFETQNのゲート特性などに影響を与える可能性がある。また、コンタクトホール13開口時に絶縁膜11をエッチングストッパ膜として用いたとしても、絶縁膜12の膜厚分布の不均一性が高いと(絶縁膜12の最大膜厚の部分と最小膜厚の部分との膜厚差が大きいと)、絶縁膜12の厚みが薄い領域(周辺部1A)において、コンタクトホール13の底部でオーバーエッチングにより基板領域がダメージを受けるのを防げない。これは、半導体装置の信頼性を低下させ、また、半導体装置の製造歩留まりを低下させる。 If the film thickness distribution of the insulating film 12 after the CMP processing becomes non-uniform, here, the film thickness of the insulating film 12 after the CMP processing in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is a region other than the peripheral portion (center If it is thinner than part 1B), the following problems may occur. That is, the gate electrode 6 may be exposed from the insulating film 12 subjected to the CMP process in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1. This reduces the manufacturing yield of the semiconductor device. Etching at the time of forming the contact hole 13 is performed so that the contact hole 13 can be opened even at the thickest part of the insulating film 12, so that the peripheral portion 1 </ b> A of the main surface of the semiconductor wafer 1 with the thin insulating film 12 is formed. In this case, when the contact hole 13 is formed, over-etching occurs at the bottom of the contact hole 13 and the substrate region (n + type semiconductor region 9) is damaged, which may affect the gate characteristics of the MISFET QN. Even if the insulating film 11 is used as an etching stopper film when the contact hole 13 is opened, if the non-uniformity of the film thickness distribution of the insulating film 12 is high (the maximum film thickness portion and the minimum film thickness portion of the insulating film 12). In the region where the insulating film 12 is thin (peripheral portion 1A), the substrate region cannot be prevented from being damaged by over-etching at the bottom of the contact hole 13. This lowers the reliability of the semiconductor device and reduces the manufacturing yield of the semiconductor device.

それに対して、本実施の形態では、図15に示されるように、ステップS1で半導体ウエハ1の主面上に絶縁膜12を堆積(形成)した後、ステップS2で半導体ウエハ1の主面上における絶縁膜12の膜厚分布を補正する処理を行い、その後、ステップS3で絶縁膜12をCMP処理する。ステップS1の絶縁膜12の堆積工程の後で、ステップS3の絶縁膜12のCMP処理の前に、ステップS2で絶縁膜12の膜厚分布を補正しておくことで、ステップS3の絶縁膜12のCMP処理時の研磨量の分布が不均一であっても、ステップS3の絶縁膜12のCMP処理を行った段階での半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を均一にすることができる。なお、図15は、本実施の形態の半導体装置の製造工程の一部を示すプロセスフロー図である。このステップS2の絶縁膜12の膜厚分布の補正について説明する。   On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 15, after depositing (forming) the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 in step S <b> 1, on the main surface of the semiconductor wafer 1 in step S <b> 2. In step S3, the insulating film 12 is subjected to CMP processing. After the step of depositing the insulating film 12 in step S1 and before the CMP process of the insulating film 12 in step S3, the film thickness distribution of the insulating film 12 is corrected in step S2, so that the insulating film 12 in step S3 is corrected. Even if the polishing amount distribution during the CMP process is not uniform, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 at the stage where the CMP process of the insulating film 12 in step S3 is performed is made uniform. be able to. FIG. 15 is a process flow diagram showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment. The correction of the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S2 will be described.

図16〜図18は、本実施の形態の半導体装置の製造工程中の要部断面図であり、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)1Aと半導体ウエハ1の主面1aの中央部1Bの要部断面図が示されている。なお、図16は、ステップS1で絶縁膜12を堆積した直後(すなわち上記図5に対応する工程段階)の要部断面図である。また、図17は、絶縁膜12を堆積した後にステップS2の絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後(ステップS3のCMP処理を行う前)の要部断面図である。また、図18は、ステップS2を行った後にステップS3で絶縁膜12をCMP処理した直後(すなわち上記図6に対応する工程段階)の要部断面図である。また、図16〜図18では、図面の簡略化のために、p型ウエル3、n型半導体領域7およびn型半導体領域9は、半導体ウエハ1に含めて図示し、かつ、サイドウォールスペーサ8、金属シリサイド層10および絶縁膜11の図示を省略している。 16 to 18 are main part cross-sectional views of the semiconductor device according to the present embodiment during the manufacturing process. The principal part sectional view of central part 1B is shown. FIG. 16 is a cross-sectional view of the main part immediately after depositing the insulating film 12 in step S1 (that is, the process stage corresponding to FIG. 5 above). FIG. 17 is a cross-sectional view of the main part immediately after the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S2 is corrected after depositing the insulating film 12 (before the CMP process in step S3). FIG. 18 is a cross-sectional view of an essential part immediately after performing the CMP process on the insulating film 12 in step S3 after performing step S2 (that is, the process step corresponding to FIG. 6). 16 to 18, for the sake of simplification, the p-type well 3, the n -type semiconductor region 7 and the n + -type semiconductor region 9 are included in the semiconductor wafer 1 and are illustrated as sidewalls. The spacer 8, the metal silicide layer 10, and the insulating film 11 are not shown.

また、図19は、本実施の形態の半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を示すグラフである。図19のグラフの横軸は、半導体ウエハ1の主面における中心(主面の中心)からの距離に対応する。本実施の形態および後述の実施の形態2では、半導体ウエハ1として、直径300mmの半導体ウエハを使用した場合を例に挙げてグラフ化している。このため、図19のグラフの横軸が0mmのところが半導体ウエハ1の主面のちょうど中心に対応し、図19のグラフの横軸が150mmのところが半導体ウエハ1の主面の端部(ウエハ端、外周端、最外周)に対応し、これは本実施の形態の他のグラフ(図20〜図22,図25,図26)および後述の実施の形態2のグラフ(図30,図33)においても同様である。図16〜図18に示される半導体ウエハ1の主面の周辺部(外周部)1Aは、半導体ウエハ1の主面において、半導体ウエハ1の端部(ウエハ端、外周端、最外周)から概ね5mm以内の領域(図19のグラフの横軸が概ね145〜150mmの領域)に対応し、これは以下の実施の形態2でも同様である。また、図16〜図18に示される半導体ウエハ1の主面の中央部1Bは、半導体ウエハ1の主面において、上記周辺部1Aよりも内側(半導体ウエハ1の中心に近い側)の領域(図19のグラフの横軸が概ね0〜145mmの領域)に対応し、これは以下の実施の形態2でも同様である。また、図19のグラフの縦軸は絶縁膜12の膜厚に対応する。   FIG. 19 is a graph showing the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 in the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment. The horizontal axis of the graph of FIG. 19 corresponds to the distance from the center of the main surface of the semiconductor wafer 1 (the center of the main surface). In the present embodiment and the second embodiment to be described later, the case where a semiconductor wafer having a diameter of 300 mm is used as the semiconductor wafer 1 is graphed. For this reason, the position where the horizontal axis of the graph of FIG. 19 is 0 mm corresponds to the exact center of the main surface of the semiconductor wafer 1, and the position where the horizontal axis of the graph of FIG. , Outer peripheral edge, outermost periphery), which are other graphs of the present embodiment (FIGS. 20 to 22, FIG. 25, FIG. 26) and graphs of the second embodiment described later (FIGS. 30, 33). The same applies to. A peripheral portion (outer peripheral portion) 1 </ b> A of the main surface of the semiconductor wafer 1 shown in FIGS. 16 to 18 is approximately from the end portion (wafer end, outer peripheral end, outermost periphery) of the semiconductor wafer 1 on the main surface of the semiconductor wafer 1. It corresponds to an area within 5 mm (area where the horizontal axis of the graph of FIG. 19 is approximately 145 to 150 mm), and this is the same in the second embodiment. Further, the central portion 1B of the main surface of the semiconductor wafer 1 shown in FIGS. 16 to 18 is a region on the inner surface (side closer to the center of the semiconductor wafer 1) than the peripheral portion 1A on the main surface of the semiconductor wafer 1 ( The horizontal axis of the graph of FIG. 19 corresponds to a region of approximately 0 to 145 mm, and this is the same in the second embodiment below. Further, the vertical axis of the graph of FIG. 19 corresponds to the film thickness of the insulating film 12.

なお、図19のグラフには、ステップS1で絶縁膜12を堆積した直後(図5および図16に対応する工程段階)における絶縁膜12の膜厚(厚み)t1と、ステップS2で絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後(図17に対応する工程段階)における絶縁膜12の膜厚(厚み)t2と、ステップS3で絶縁膜12をCMP処理した直後(図6および図18に対応する工程段階)における絶縁膜12の膜厚(厚み)t3が示されている。ここで、図5、図16および図19に示される膜厚t1は、ステップS1で絶縁膜12を堆積した直後、すなわちステップS1後でステップS2前における絶縁膜12の膜厚(すなわち堆積膜厚)に対応する。また、図17および図19に示される膜厚t2は、ステップS2で絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後、すなわちステップS2後でステップS3前における絶縁膜12の膜厚に対応する。また、図6、図18および図19に示される膜厚t3は、ステップS3で絶縁膜12をCMP処理した直後における絶縁膜12の膜厚に対応する。ここで、絶縁膜12は、半導体ウエハ1の主面上にゲート電極6のようなパターン層を覆うように形成されているが、膜厚t1,t2,t3(および後述の実施の形態2の膜厚t4)は、パターン層上での厚みではなく、図5,図6,図16〜図18および後述の図28、図29、図31および図32からも分かるように、パターン層が無い部分での絶縁膜12の厚み(半導体ウエハ1の主面に垂直な方向の厚み)に対応する。   In the graph of FIG. 19, the film thickness (thickness) t1 of the insulating film 12 immediately after depositing the insulating film 12 in step S1 (the process stage corresponding to FIGS. 5 and 16), and the insulating film 12 in step S2. The film thickness (thickness) t2 of the insulating film 12 immediately after the correction of the film thickness distribution (process step corresponding to FIG. 17) and immediately after the CMP process of the insulating film 12 in step S3 (FIGS. 6 and 18). The film thickness (thickness) t3 of the insulating film 12 in the corresponding process step) is shown. Here, the film thickness t1 shown in FIG. 5, FIG. 16 and FIG. 19 is the film thickness (that is, the deposited film thickness) immediately after depositing the insulating film 12 in step S1, that is, after step S1 and before step S2. ). 17 and 19 corresponds to the film thickness of the insulating film 12 immediately after the correction of the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S2, that is, after step S2 and before step S3. . Further, the film thickness t3 shown in FIGS. 6, 18 and 19 corresponds to the film thickness of the insulating film 12 immediately after the insulating film 12 is subjected to the CMP process in step S3. Here, the insulating film 12 is formed on the main surface of the semiconductor wafer 1 so as to cover the pattern layer such as the gate electrode 6, but the film thicknesses t1, t2, and t3 (and in the second embodiment to be described later). The film thickness t4) is not the thickness on the pattern layer, but there is no pattern layer as can be seen from FIGS. 5, 6, 16 to 18 and FIGS. 28, 29, 31 and 32 described later. This corresponds to the thickness of the insulating film 12 at a portion (thickness in the direction perpendicular to the main surface of the semiconductor wafer 1).

また、図20および図21は、ステップS2での絶縁膜12のエッチング量を示すグラフであり、半導体ウエハ1の主面におけるエッチング量の分布が示されている。図20および図21のグラフの横軸は、半導体ウエハ1の主面における中心(主面の中心)からの距離に対応し、図20および図21のグラフの縦軸は、ステップS2における絶縁膜12のエッチング量(エッチング厚み、エッチングで除去された厚み)に対応する。なお、図21は、図20のグラフにおいて、半導体ウエハ1の中心からの距離が130〜150mmの領域を拡大して示したものに対応する。ここで、ステップS2における絶縁膜12のエッチング量は、ステップS2のエッチング処理の前の絶縁膜12の膜厚t1とステップS2のエッチング処理の後の絶縁膜12の膜厚t2との差(すなわちt2−t1)に対応する。従って、例えば、ステップS2前の絶縁膜12の膜厚t1が850nmで、ステップS2後の絶縁膜12の膜厚t2が700nmであれば、ステップS2での絶縁膜12のエッチング量は150nmであり、ステップS2前の絶縁膜12の膜厚t1が850nmで、ステップS2後の絶縁膜12の膜厚t2が830nmであれば、ステップS2での絶縁膜12のエッチング量は20nmということになる。   20 and 21 are graphs showing the etching amount of the insulating film 12 in step S2, and the distribution of the etching amount on the main surface of the semiconductor wafer 1 is shown. 20 and FIG. 21 corresponds to the distance from the center of the main surface of the semiconductor wafer 1 (the center of the main surface), and the vertical axis of the graphs of FIGS. 20 and 21 represents the insulating film in step S2. This corresponds to an etching amount of 12 (etching thickness, thickness removed by etching). 21 corresponds to an enlarged view of the region whose distance from the center of the semiconductor wafer 1 is 130 to 150 mm in the graph of FIG. Here, the etching amount of the insulating film 12 in step S2 is the difference between the film thickness t1 of the insulating film 12 before the etching process in step S2 and the film thickness t2 of the insulating film 12 after the etching process in step S2 (that is, corresponds to t2-t1). Therefore, for example, if the film thickness t1 of the insulating film 12 before step S2 is 850 nm and the film thickness t2 of the insulating film 12 after step S2 is 700 nm, the etching amount of the insulating film 12 in step S2 is 150 nm. If the thickness t1 of the insulating film 12 before step S2 is 850 nm and the thickness t2 of the insulating film 12 after step S2 is 830 nm, the etching amount of the insulating film 12 in step S2 is 20 nm.

また、図22は、ステップS3での絶縁膜12の研磨量を示すグラフであり、半導体ウエハ1の主面における研磨量の分布が示されている。図22のグラフの横軸は、半導体ウエハ1の主面における中心(主面の中心)からの距離に対応し、図22のグラフの縦軸は、ステップS3における絶縁膜12の研磨量(研磨厚み、CMP処理で研磨された厚み)に対応する。ここで、ステップS3における絶縁膜12の研磨量は、ステップS3のCMP処理の前の絶縁膜12の膜厚t2とステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3との差(すなわちt2−t3)に対応する。従って、例えば、ステップS3前の絶縁膜12の膜厚t2が700nmで、ステップS3後の絶縁膜12の膜厚t3が400nmであれば、ステップS3での絶縁膜12の研磨量は300nmであり、ステップS3前の絶縁膜12の膜厚t2が850nmで、ステップS3後の絶縁膜12の膜厚t3が400nmであれば、ステップS3での絶縁膜12の研磨量は450nmということになる。   FIG. 22 is a graph showing the polishing amount of the insulating film 12 in step S <b> 3, and shows the distribution of the polishing amount on the main surface of the semiconductor wafer 1. The horizontal axis of the graph of FIG. 22 corresponds to the distance from the center (center of the main surface) of the main surface of the semiconductor wafer 1, and the vertical axis of the graph of FIG. 22 represents the polishing amount (polishing) of the insulating film 12 in step S3. Thickness, thickness polished by CMP treatment). Here, the polishing amount of the insulating film 12 in step S3 is the difference between the film thickness t2 of the insulating film 12 before the CMP process in step S3 and the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 (that is, t2). -T3). Therefore, for example, if the thickness t2 of the insulating film 12 before step S3 is 700 nm and the thickness t3 of the insulating film 12 after step S3 is 400 nm, the polishing amount of the insulating film 12 in step S3 is 300 nm. If the thickness t2 of the insulating film 12 before step S3 is 850 nm and the thickness t3 of the insulating film 12 after step S3 is 400 nm, the polishing amount of the insulating film 12 in step S3 is 450 nm.

上記図5および図16に示されるように、ステップS1で半導体ウエハ1の主面上に絶縁膜12を堆積した段階では、ゲート電極6およびサイドウォールスペーサ8による段差に起因して絶縁膜12の上面に凹凸形状が形成されているが、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布は、ほぼ均一である。すなわち、図16に示されるように、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aと、周辺部以外の領域(中央部1B)とで、絶縁膜12の堆積膜厚(すなわち膜厚t1)はほぼ同じである。このため、ステップS1で絶縁膜12を堆積した直後の絶縁膜12の膜厚分布は、半導体ウエハ1の主面の位置によらずほぼ一定であり、図19のグラフでは、絶縁膜12の堆積膜厚である膜厚t1は、半導体ウエハ1の主面の中心からの距離によらず、ほぼ一定値となっている。   As shown in FIG. 5 and FIG. 16, at the stage where the insulating film 12 is deposited on the main surface of the semiconductor wafer 1 in step S <b> 1, the insulating film 12 is caused by the step due to the gate electrode 6 and the sidewall spacer 8. Although an uneven shape is formed on the upper surface, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 is substantially uniform. That is, as shown in FIG. 16, the deposited film thickness (that is, the film thickness t1) of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the region (central portion 1B) other than the peripheral portion is It is almost the same. Therefore, the film thickness distribution of the insulating film 12 immediately after depositing the insulating film 12 in step S1 is substantially constant regardless of the position of the main surface of the semiconductor wafer 1, and in the graph of FIG. The film thickness t1 which is the film thickness is substantially constant regardless of the distance from the center of the main surface of the semiconductor wafer 1.

しかしながら、図22のグラフに示されるように、ステップS3での絶縁膜12の研磨量の分布(半導体ウエハ1の主面における分布)は均一ではなく、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aは、周辺部以外の領域(半導体ウエハ1の主面の中央部1B)に比べて、ステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量が大きく(多く)なる。その理由は、上記図12〜図14を参照して説明したのと同様である。このため、上記図12〜図14を参照して説明した比較例のように、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布が均一な状態で、絶縁膜12のCMP処理を行うと、CMP処理後の絶縁膜12の膜厚分布は、上記図13および図14のように、かえって不均一になってしまう。   However, as shown in the graph of FIG. 22, the distribution of the polishing amount of the insulating film 12 in step S3 (distribution on the main surface of the semiconductor wafer 1) is not uniform, and the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is The amount of polishing of the insulating film 12 during the CMP process in step S3 is larger (larger) than in the region other than the peripheral portion (the central portion 1B of the main surface of the semiconductor wafer 1). The reason is the same as that described with reference to FIGS. For this reason, when the CMP process of the insulating film 12 is performed in a state where the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 is uniform as in the comparative example described with reference to FIGS. The film thickness distribution of the insulating film 12 after the CMP process becomes non-uniform as shown in FIGS.

このため、本実施の形態では、ステップS3の絶縁膜12のCMP処理を行った後の半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布が均一になるように、ステップS3のCMP処理時の研磨量の分布の不均一さを考慮して、ステップS2で、予め絶縁膜12の膜厚分布を補正する。具体的には、図19のグラフと図22のグラフとを比較すると分かるように、半導体ウエハ1の主面において、ステップS3での絶縁膜12の研磨量が少ない領域(半導体ウエハ1の主面の周辺部1A以外の領域、中央部1B)よりも、ステップS3での絶縁膜12の研磨量が多い領域(半導体ウエハ1の主面の周辺部1A)で、絶縁膜12の膜厚t2が厚くなるように、ステップS2で絶縁膜12の膜厚分布を補正する。   For this reason, in the present embodiment, during the CMP process in step S3, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 after the CMP process of the insulating film 12 in step S3 is made uniform. In consideration of the non-uniform distribution of the polishing amount, the film thickness distribution of the insulating film 12 is corrected in advance in step S2. Specifically, as can be seen by comparing the graph of FIG. 19 and the graph of FIG. 22, the region of the main surface of the semiconductor wafer 1 where the polishing amount of the insulating film 12 in step S3 is small (the main surface of the semiconductor wafer 1). In a region where the polishing amount of the insulating film 12 in step S3 is larger (peripheral portion 1A on the main surface of the semiconductor wafer 1) than in the region other than the peripheral portion 1A, the central portion 1B), the film thickness t2 of the insulating film 12 is In step S2, the film thickness distribution of the insulating film 12 is corrected so as to increase the thickness.

これを実現するには、図22のグラフと図20および図21のグラフとを比較すると分かるように、半導体ウエハ1の主面において、ステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量が少ない領域(周辺部1A以外の領域、中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量が多い領域(周辺部1A)で、ステップS2でのエッチング量が少なくなるように、ステップS2で絶縁膜12をエッチングする。そのためには、エッチング量はエッチング時間にほぼ比例するので、半導体ウエハ1の主面において、ステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量が少ない領域(周辺部1A以外の領域、中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量が多い領域(周辺部1A)で、ステップS2でのエッチング時間が短くなるように、ステップS2で絶縁膜12をエッチングすればよい。これにより、ステップS2で半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布が補正され、補正された絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t2の分布)は、半導体ウエハ1の主面において、ステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量が少ない領域(周辺部1A以外の領域、中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量が多い領域(周辺部1A)で、絶縁膜12の膜厚t2が厚くなる。   In order to realize this, as can be seen by comparing the graph of FIG. 22 with the graphs of FIG. 20 and FIG. 21, the polishing amount of the insulating film 12 during the CMP process of step S3 is small on the main surface of the semiconductor wafer 1. The region (peripheral portion 1A) in which the polishing amount of the insulating film 12 during the CMP process in step S3 is larger than the region (region other than the peripheral portion 1A, the central portion 1B) is reduced in the etching amount in step S2. In step S2, the insulating film 12 is etched. For this purpose, the etching amount is substantially proportional to the etching time. Therefore, in the main surface of the semiconductor wafer 1, a region where the polishing amount of the insulating film 12 during the CMP process in step S3 is small (a region other than the peripheral portion 1A, the central portion 1B). ), The insulating film 12 may be etched in step S2 so that the etching time in step S2 is shortened in the region (peripheral portion 1A) where the polishing amount of the insulating film 12 during the CMP process in step S3 is large. . As a result, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 is corrected in step S2, and the corrected film thickness distribution of the insulating film 12 (distribution of the film thickness t2) is corrected on the main surface of the semiconductor wafer 1. A region (peripheral area) in which the polishing amount of the insulating film 12 during the CMP process in step S3 is larger than a region where the polishing amount of the insulating film 12 during the CMP process in step S3 is small (a region other than the peripheral portion 1A, the central portion 1B). In part 1A), the thickness t2 of the insulating film 12 is increased.

また、上述のように、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aは、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、ステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量が多いため、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでの絶縁膜12の膜厚t2が、周辺部1A以外の領域(中央部1B)での絶縁膜12の膜厚t2よりも厚くなるように、ステップS2で絶縁膜12の膜厚分布が補正される。すなわち、ステップS2では、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでの絶縁膜12のエッチング量が、半導体ウエハ1の主面の周辺部1A以外の領域(中央部1B)での絶縁膜12のエッチング量よりも少なくなるように、絶縁膜12をエッチングする。そのためには、ステップS2において、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでの絶縁膜12のエッチング時間が、半導体ウエハ1の主面の周辺部1A以外の領域(中央部1B)での絶縁膜12のエッチング時間よりも短くなるように、絶縁膜12をエッチングすればよい。   Further, as described above, the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 has a larger amount of polishing of the insulating film 12 during the CMP process in step S3 than the region other than the peripheral portion (central portion 1B). Step S2 is performed so that the film thickness t2 of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is thicker than the film thickness t2 of the insulating film 12 in the region other than the peripheral portion 1A (central portion 1B). Thus, the film thickness distribution of the insulating film 12 is corrected. That is, in step S2, the etching amount of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is such that the insulating film 12 in the region other than the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 (central portion 1B). The insulating film 12 is etched so as to be smaller than the etching amount. For this purpose, in step S2, the etching time of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is the insulating film in the region other than the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 (central portion 1B). The insulating film 12 may be etched so as to be shorter than the etching time of 12.

ステップS2は、後述するようにウェットエッチングによって行う。ステップS2を行うことで、図19のグラフおよび図17の断面図からも分かるように、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aにおける絶縁膜12の膜厚t2が、周辺部以外の領域(中央部1B)における絶縁膜12の膜厚t2に比べて、厚くなる。すなわち、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aにおける絶縁膜12の膜厚t2と、周辺部以外の領域(中央部1B)における絶縁膜12の膜厚t2との差(膜厚差)をtd1とすると、td1>0となる。膜厚差td1は、例えば30〜250nm程度とすることができる。   Step S2 is performed by wet etching as will be described later. By performing step S2, as can be seen from the graph of FIG. 19 and the cross-sectional view of FIG. 17, the film thickness t2 of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is a region other than the peripheral portion ( It becomes thicker than the film thickness t2 of the insulating film 12 in the central part 1B). That is, the difference (film thickness difference) between the film thickness t2 of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the film thickness t2 of the insulating film 12 in the region other than the peripheral portion (central portion 1B). If td1, td1> 0. The film thickness difference td1 can be set to, for example, about 30 to 250 nm.

ステップS2の後に、ステップS3で絶縁膜12の上面をCMP法で研磨すると、図22のように、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aは、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、研磨量が多くなってしまうが、本実施の形態では、CMP処理直前の絶縁膜12の膜厚分布を、CMP処理時の研磨量が少ないところに比べて、CMP処理時の研磨量が多くなるところで、絶縁膜12が厚くなるようにステップS2で補正している。このため、ステップS3のCMP工程では、絶縁膜12の膜厚t2が厚い領域では多く研磨され、絶縁膜12の膜厚t2が薄い領域では少なく研磨されることになるため、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3(の膜厚分布)は、半導体ウエハ1の主面1aにおいて、均一になる。すなわち、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aは、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、絶縁膜12の膜厚t2が厚いが、その分、ステップS3のCMP処理時の研磨量も多いため、CMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3は、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aと周辺部以外の領域(中央部1B)とでほぼ同じになるのである。なお、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3は、ゲート電極6の高さよりも厚く、ステップS3でCMP処理された絶縁膜12から、ゲート電極6は露出されない。   After step S2, when the upper surface of the insulating film 12 is polished by CMP in step S3, the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is compared with the region other than the peripheral portion (central portion 1B) as shown in FIG. However, in this embodiment, the thickness distribution of the insulating film 12 immediately before the CMP process is larger in the polishing amount in the CMP process than in the case where the polishing amount in the CMP process is small. As the number increases, the correction is made in step S2 so that the insulating film 12 becomes thicker. For this reason, in the CMP process in step S3, a large amount of polishing is performed in a region where the film thickness t2 of the insulating film 12 is thick, and a small amount of polishing is performed in a region where the film thickness t2 of the insulating film 12 is thin. The film thickness t3 (the film thickness distribution) of the subsequent insulating film 12 is uniform on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. That is, the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is thicker than the region (central portion 1B) other than the peripheral portion, and the thickness t2 of the insulating film 12 is larger. Since the polishing amount is large, the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process is substantially the same in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the region other than the peripheral portion (central portion 1B). Note that the thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 is thicker than the height of the gate electrode 6, and the gate electrode 6 is not exposed from the insulating film 12 subjected to the CMP process in step S3.

このため、図18の断面図に示されるように、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aと半導体ウエハ1の主面1aの中央部1Bとで、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3はほぼ同じであり、図19のグラフに示されるように、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3は、半導体ウエハ1の主面1aの中心からの距離によらず、ほぼ一定値とすることができる。すなわち、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚分布が半導体ウエハ1の主面1aで均一になり、CMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が、半導体ウエハ1の主面1aの位置によらずほぼ一定にすることができる。これにより、絶縁膜12をCMP処理しても、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aにおいて、ゲート電極6が絶縁膜12から露出してしまうのを防止することができる。このため、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。また、コンタクトホール13形成時にコンタクトホール13の底部でオーバーエッチングが生じて基板領域(n型半導体領域9)がダメージを受けるのを防止できる。従って、半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。 Therefore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 18, the insulating film 12 after the CMP process in step S3 is performed between the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the central portion 1B of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. As shown in the graph of FIG. 19, the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 depends on the distance from the center of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. However, it can be set to a substantially constant value. That is, the film thickness distribution of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 is uniform on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, and the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process is equal to that of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. It can be made almost constant regardless of the position. Thereby, even if the insulating film 12 is subjected to the CMP process, the gate electrode 6 can be prevented from being exposed from the insulating film 12 in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1. For this reason, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved. Further, it is possible to prevent the substrate region (n + type semiconductor region 9) from being damaged due to over-etching at the bottom of the contact hole 13 when the contact hole 13 is formed. Therefore, the reliability of the semiconductor device can be improved. In addition, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

また、図19のグラフからも分かるように、ステップS2は、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を不均一にする処理であり、ステップS2後の絶縁膜12の膜厚t2の分布は、絶縁膜12の堆積時の絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t1の分布)に比べて、不均一になっている。すなわち、ステップS2を行うことにより、ステップS2を行う前に比べて、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでの絶縁膜12の膜厚と、半導体ウエハ1の主面の周辺部1A以外の領域(中央部1B)での絶縁膜12の膜厚との差が大きくなる。換言すれば、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aと周辺部以外の領域(中央部1B)での絶縁膜12の膜厚差(上記膜厚差td1に相当するもの)が、ステップS2を行う前よりも、ステップS2を行った後のほうが大きくなるのである。   As can be seen from the graph of FIG. 19, step S2 is a process for making the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 non-uniform, and the film thickness t2 of the insulating film 12 after step S2. Is non-uniform compared to the film thickness distribution (distribution of film thickness t1) of the insulating film 12 when the insulating film 12 is deposited. That is, by performing step S2, the film thickness of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 and the portions other than the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 are compared with those before performing step S2. The difference from the film thickness of the insulating film 12 in the region (central portion 1B) increases. In other words, the film thickness difference (corresponding to the film thickness difference td1) between the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the region (central portion 1B) other than the peripheral portion is the step S2. This is larger after step S2 than before.

本実施の形態では、CMP処理時の研磨量の分布の不均一さを考慮して、CMP処理前に、このような絶縁膜12の膜厚分布を不均一にするステップS2の処理をあえて行うことで、CMP処理後の絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)を均一化する。すなわち、ステップS3のCMP処理を行うことにより、ステップS3のCMP処理を行う前(但しステップS2後)に比べて、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでの絶縁膜の膜厚t3と、半導体ウエハ1の主面の周辺部1A以外の領域(中央部1B)での絶縁膜12の膜厚t3との差が小さくなる。換言すれば、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aと周辺部以外の領域(中央部1B)での絶縁膜12の膜厚差(上記膜厚差td1に相当するもの)が、ステップS3を行う前(但しステップS2後)よりも、ステップS3を行った後の方が小さくなるのである。   In the present embodiment, considering the non-uniformity of the polishing amount distribution during the CMP process, the process of step S2 for making the film thickness distribution of the insulating film 12 non-uniform is performed before the CMP process. Thus, the film thickness distribution (distribution of the film thickness t3) of the insulating film 12 after the CMP process is made uniform. That is, by performing the CMP process in step S3, the film thickness t3 of the insulating film in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 compared to before the CMP process in step S3 (but after step S2), The difference from the film thickness t3 of the insulating film 12 in the region (central portion 1B) other than the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 becomes small. In other words, the film thickness difference (corresponding to the film thickness difference td1) between the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the region (central portion 1B) other than the peripheral portion is the step S3. This is smaller after performing step S3 than before performing (but after step S2).

ステップS2は、具体的には、以下のようにして行うことができる。   Specifically, step S2 can be performed as follows.

図23および図24は、本実施の形態で行われるステップS2の処理(半導体ウエハ1の主面上に堆積した絶縁膜12の膜厚分布を補正する処理)の説明図であり、図23には断面図が示され、図24には平面図(上面図)が示されている。   FIG. 23 and FIG. 24 are explanatory diagrams of the processing in step S2 (processing for correcting the film thickness distribution of the insulating film 12 deposited on the main surface of the semiconductor wafer 1) performed in the present embodiment. Is a cross-sectional view, and FIG. 24 is a plan view (top view).

本実施の形態では、図23に示されるように、枚葉式のウェットエッチング装置31を用いて絶縁膜12の一部(上層部分)をウェットエッチングすることにより、ステップS2の絶縁膜12の膜厚分布を補正する処理を行う。このステップS2は、上述したように、絶縁膜12のCMP処理を行った後の半導体ウエハ1の主面1aにおける絶縁膜12の膜厚分布が均一化するように、CMP処理時の研磨量の分布の不均一さを考慮して、予め絶縁膜12の膜厚分布を補正する処理である。すなわち、ステップS2は、ステップS3のCMP処理時の研磨量が多いところでは、ステップS3のCMP処理時の研磨量が少ないところよりも、絶縁膜12のウェットエッチングの量が少なくなるように(すなわちウェットエッチングの時間が短くなるように)、絶縁膜12をウェットエッチングして、半導体ウエハ1の主面1aにおける絶縁膜12の膜厚分布を補正する処理である。ステップS2で半導体ウエハ1の主面1aにおける絶縁膜12の膜厚分布を補正しておくことで、ステップS3で絶縁膜12をCMP処理した段階での半導体ウエハ1の主面1aにおける絶縁膜12の膜厚分布が均一になる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 23, a part (upper layer part) of the insulating film 12 is wet-etched using a single-wafer type wet etching apparatus 31, whereby the film of the insulating film 12 in step S2. Processing to correct the thickness distribution is performed. In step S2, as described above, the amount of polishing during the CMP process is made uniform so that the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 after the CMP process of the insulating film 12 is made uniform. This is processing for correcting the film thickness distribution of the insulating film 12 in advance in consideration of non-uniform distribution. That is, in step S2, the amount of wet etching of the insulating film 12 is reduced where the amount of polishing during the CMP process in step S3 is large compared to where the amount of polishing during the CMP process in step S3 is small (ie, In this process, the insulating film 12 is wet etched so that the wet etching time is shortened, and the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is corrected. By correcting the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 in step S2, the insulating film 12 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 at the stage where the insulating film 12 is subjected to CMP processing in step S3. The film thickness distribution becomes uniform.

図23に示されるように、ウェットエッチング装置31は、回転ステージ(ウエハ回転ステージ、スピンベース)32と、回転ステージ32の外周部に固定、連結されたウエハチャック33とを有している。回転ステージ32は、図示しない回転機構(例えばモータなど)によって高速で回転可能に構成された回転板であり、例えば半導体ウエハ1よりも大きな径を有している。ウエハチャック33は、半導体ウエハ1を保持可能に構成されており、半導体ウエハ1の絶縁膜12が形成された側の面である主面(表面、半導体素子形成側の主面)1aが上方を向き、主面1aとは反対側の面である裏面が下方を向くように半導体ウエハ1が保持される。図示しない回転機構によって回転ステージ32を回転させることで、ウエハチャック33およびウエハチャック33に保持された半導体ウエハ1も回転させることができる。   As shown in FIG. 23, the wet etching apparatus 31 includes a rotary stage (wafer rotary stage, spin base) 32 and a wafer chuck 33 fixed and coupled to the outer peripheral portion of the rotary stage 32. The rotating stage 32 is a rotating plate configured to be rotated at a high speed by a rotating mechanism (for example, a motor) (not shown), and has a larger diameter than the semiconductor wafer 1, for example. The wafer chuck 33 is configured to be capable of holding the semiconductor wafer 1, and a main surface (surface, main surface on the semiconductor element formation side) 1 a that is a surface on which the insulating film 12 of the semiconductor wafer 1 is formed is upward. The semiconductor wafer 1 is held so that the back surface, which is the surface opposite to the main surface 1a, faces downward. By rotating the rotary stage 32 by a rotation mechanism (not shown), the wafer chuck 33 and the semiconductor wafer 1 held by the wafer chuck 33 can also be rotated.

回転ステージ32の上方、ここではウエハチャック33によって回転ステージ32に固定された半導体ウエハ1の主面1aの中央部上方に、エッチング液用とリンス液用とを兼用したノズル(エッチング液およびリンス液供給部、エッチング液およびリンス液供給手段)34が配置されている。そして、ノズル34からエッチング液37またはリンス液35を半導体ウエハ1の主面1aに向かって吐出(噴出)し、半導体ウエハ1の主面1aにエッチング液37またはリンス液35を供給できるように構成されている。   Above the rotary stage 32, here, above the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 fixed to the rotary stage 32 by the wafer chuck 33, a nozzle (etching liquid and rinsing liquid) that is used for both the etching liquid and the rinsing liquid. (Supplying part, etching liquid and rinsing liquid supply means) 34 are arranged. Then, the etching liquid 37 or the rinsing liquid 35 is discharged (spouted) from the nozzle 34 toward the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, and the etching liquid 37 or the rinsing liquid 35 can be supplied to the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. Has been.

エッチング液37は、半導体ウエハ1の主面1aに形成されている絶縁膜12をエッチング可能なエッチング液を用い、例えばフッ酸(HF)の水溶液などを用いることができる。エッチング液37のフッ酸の濃度は、枚葉式のウェットエッチング装置では生産性に支障をきたさない範囲のエッチング時間で目的とするエッチング量を確保できるようにすればよい。エッチング液37のフッ酸の濃度は、例えば、30秒間で熱酸化膜換算で1.5nm程度のエッチング量を狙うのであれば50%HF:HO=1:100程度に、例えば、20秒間で熱酸化膜換算で5nm程度のエッチング量を狙うのであれば50%HF:HO=1:20程度に、薄めることができる。ノズル34から吐出されるエッチング液37の温度は、例えば、フッ酸であれば一般的な24℃程度とすることができる。また、ノズル34から吐出されるエッチング液37の流量は、例えば、速やかにウエハ全面に行き渡らせる流量として2L/分程度とすることができる。ノズル34から供給するリンス液35は、例えば純水を用いることができる。また、バルブ(図示せず)などにより、ノズル34からのエッチング液37またはリンス液35の供給開始、供給停止および供給切り換えなどが行えるように(あるいは供給(吐出)量を調整できるように)構成されている。 As the etching solution 37, an etching solution capable of etching the insulating film 12 formed on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is used. For example, an aqueous solution of hydrofluoric acid (HF) can be used. The concentration of hydrofluoric acid in the etching solution 37 may be set so that a target etching amount can be secured within an etching time that does not hinder productivity in a single-wafer wet etching apparatus. The concentration of hydrofluoric acid in the etching solution 37 is, for example, about 50% HF: H 2 O = 1: 100, for example, 20 seconds if an etching amount of about 1.5 nm in terms of a thermal oxide film is aimed for 30 seconds. If an etching amount of about 5 nm in terms of a thermal oxide film is aimed, it can be thinned to about 50% HF: H 2 O = 1: 20. For example, the temperature of the etching solution 37 discharged from the nozzle 34 can be set to about 24 ° C. in the case of hydrofluoric acid. Further, the flow rate of the etching solution 37 discharged from the nozzle 34 can be set to, for example, about 2 L / min as a flow rate that quickly spreads over the entire surface of the wafer. As the rinse liquid 35 supplied from the nozzle 34, for example, pure water can be used. In addition, the configuration is such that the supply of the etching solution 37 or the rinsing solution 35 from the nozzle 34 can be started, stopped, and switched (or the supply (discharge) amount can be adjusted) by a valve (not shown). Has been.

また、回転ステージ32の上方に、リンス液用ノズル(リンス液供給部、リンス液供給手段)36が配置され、リンス液用ノズル36からリンス液(洗浄液、すすぎ液)35を半導体ウエハ1の主面1aに向かって吐出(噴出、供給)し、半導体ウエハ1の主面1aにリンス液35を供給できるように構成されている。リンス液用ノズル36から吐出するリンス液35は、例えば純水を用いることができる。リンス液用ノズル36から吐出されて半導体ウエハ1の主面1a上に供給されるリンス液35の流量は、例えば、ウエハチャック33からの跳ね返りを抑制できる流量として0.2L/分程度とすることができる。また、バルブ(図示せず)などにより、リンス液用ノズル36からのリンス液35の供給開始および停止の切り換えができるように(あるいはリンス液35の供給(吐出)量を調整できるように)構成されている。   Further, a rinsing liquid nozzle (rinsing liquid supply unit, rinsing liquid supply means) 36 is disposed above the rotary stage 32, and the rinsing liquid (cleaning liquid, rinsing liquid) 35 is supplied from the rinsing liquid nozzle 36 to the main part of the semiconductor wafer 1. The rinsing liquid 35 can be supplied to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 by discharging (spouting and supplying) toward the surface 1a. As the rinse liquid 35 discharged from the rinse liquid nozzle 36, for example, pure water can be used. The flow rate of the rinsing liquid 35 that is discharged from the rinsing liquid nozzle 36 and supplied onto the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is, for example, about 0.2 L / min as a flow rate that can suppress rebound from the wafer chuck 33. Can do. Further, the supply (discharge) amount of the rinsing liquid 35 can be switched (or the supply (discharge) amount of the rinsing liquid 35 can be adjusted) by using a valve (not shown) or the like. Has been.

ノズル34およびリンス液用ノズル36とそれらにエッチング液37およびリンス液35を供給する配管(図示せず)は回転ステージ32には固定されておらず、回転ステージ32が回転しても、ノズル34およびリンス液用ノズル36は回転しないように構成されている。   The nozzle 34 and the rinsing liquid nozzle 36 and the piping (not shown) for supplying the etching liquid 37 and the rinsing liquid 35 to them are not fixed to the rotary stage 32, and even if the rotary stage 32 rotates, the nozzle 34. The rinsing liquid nozzle 36 is configured not to rotate.

リンス液用ノズル36は、回転ステージ32の上方において、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置へ水平方向(回転ステージ32およびそこに保持された半導体ウエハ1の主面1aに平行な方向)に移動可能に構成されている。リンス液用ノズル36の移動速度は、所望の速度に制御可能に構成されている。   The rinsing liquid nozzle 36 extends horizontally above the rotary stage 32 from a position above the peripheral portion (outer peripheral portion) of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 to a position above the center portion of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. It is configured to be movable in the direction parallel to the main surface 1a of the rotary stage 32 and the semiconductor wafer 1 held there. The moving speed of the rinsing liquid nozzle 36 can be controlled to a desired speed.

次に、ステップS2の具体的な手順について、説明する。   Next, the specific procedure of step S2 will be described.

まず、主面1aに絶縁膜12を堆積した半導体ウエハ1を、図23に示されるように、ウエハチャック33によってエッチング装置31の回転ステージ32に保持する。それから、回転ステージ32を回転させることによって、回転ステージ32に保持された半導体ウエハ1を回転させる。この際、回転ステージ32の回転の中心が半導体ウエハ1の主面1aの中心位置とほぼ一致させることで、半導体ウエハ1が主面1aの中心位置を回転中心にして回転するようにする。半導体ウエハ1の回転速度は、例えば500rpm(500回転/分)程度とすることができる。   First, the semiconductor wafer 1 having the insulating film 12 deposited on the main surface 1a is held on the rotary stage 32 of the etching apparatus 31 by the wafer chuck 33 as shown in FIG. Then, by rotating the rotary stage 32, the semiconductor wafer 1 held on the rotary stage 32 is rotated. At this time, the center of rotation of the rotary stage 32 substantially coincides with the center position of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, so that the semiconductor wafer 1 rotates with the center position of the main surface 1a as the center of rotation. The rotation speed of the semiconductor wafer 1 can be set to, for example, about 500 rpm (500 rotations / minute).

半導体ウエハ1が回転した状態で、回転する半導体ウエハ1の主面1aにノズル34から絶縁膜12をエッチングするためのエッチング液37を供給した後、リンス液用ノズル36から半導体ウエハ1の主面1aに絶縁膜12のエッチングを停止するためのリンス液35を供給しながら、回転する半導体ウエハ1の主面1aの上方でリンス液用ノズル36を半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)側から中心部側に移動させる。すなわち、半導体ウエハ1の主面1aに向かってリンス液35を吐出するリンス液用ノズル36を、図23および図24において矢印39で示される方向(半導体ウエハ1の主面1aの周辺部側から中心部側に向かう方向)に移動させるのである。ここで、図24には、回転する半導体ウエハ1の上面(主面1a)が示されており、図24において符号38で示される位置が、半導体ウエハ1の主面1aの中心部に対応する。   In a state where the semiconductor wafer 1 is rotated, an etching solution 37 for etching the insulating film 12 is supplied from the nozzle 34 to the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1, and then the main surface of the semiconductor wafer 1 from the rinse solution nozzle 36. While supplying a rinsing liquid 35 for stopping the etching of the insulating film 12 to 1a, the rinsing liquid nozzle 36 is placed above the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 and the peripheral portion (outer periphery) of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is rotated. Part) from the side to the center side. That is, the rinsing liquid nozzle 36 that discharges the rinsing liquid 35 toward the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is moved in the direction indicated by the arrow 39 in FIGS. 23 and 24 (from the peripheral portion side of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1). In the direction toward the center side). Here, FIG. 24 shows the upper surface (main surface 1 a) of the rotating semiconductor wafer 1, and the position indicated by reference numeral 38 in FIG. 24 corresponds to the center of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. .

より具体的には、まず、半導体ウエハ1が回転した状態で、半導体ウエハ1の主面1aの中央部上方に位置するノズル34から、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部にエッチング液37を供給する。半導体ウエハ1は回転しているので、ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aの中心部に供給されたエッチング液37は、半導体ウエハ1の主面1aの中心部から周辺部(外周部)側に移動して、半導体ウエハ1の主面1aの全面にエッチング液37が行き渡り、半導体ウエハ1の主面1aの全面で、エッチング液37による絶縁膜12のエッチングが開始される。   More specifically, first, in a state where the semiconductor wafer 1 is rotated, an etching solution is applied from the nozzle 34 located above the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 to the central portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1. 37 is supplied. Since the semiconductor wafer 1 is rotating, the etching solution 37 supplied from the nozzle 34 to the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is from the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 to the peripheral portion (outer peripheral portion) side. Then, the etching solution 37 spreads over the entire main surface 1a of the semiconductor wafer 1, and the etching of the insulating film 12 with the etching solution 37 is started over the entire main surface 1a of the semiconductor wafer 1.

所定の時間、ノズル34から、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部にエッチング液37を供給した後、ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへのエッチング液37の供給を停止する。それから、半導体ウエハ1の回転速度を、例えば100rpm(100回転/分)程度に低下させる。そして、半導体ウエハ1が回転した状態で、リンス液用ノズル36からのリンス液35の吐出を開始し、リンス液35を吐出するリンス液用ノズル36を、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置へ水平方向(回転ステージ32およびそこに保持された半導体ウエハ1の主面1aに平行な方向)に移動させる。これにより、半導体ウエハ1の主面1aにリンス液用ノズル36からリンス液35が供給され、半導体ウエハ1の主面1aに供給されたリンス液35により、半導体ウエハ1の主面1aのリンス処理(すすぎ処理)が行われ、半導体ウエハ1の主面1aからエッチング液37がリンス液35とともに除去され、半導体ウエハ1の主面1aにおける絶縁膜12のエッチングが停止する。なお、リンス液用ノズル36が、半導体ウエハ1の主面1aにリンス液35を供給しながら移動するので、半導体ウエハ1の主面1aにおけるリンス液35の供給される位置が、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部から半導体ウエハ1の主面1aの中心部に移動することになる。   After supplying the etching solution 37 from the nozzle 34 to the central portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 for a predetermined time, the supply of the etching solution 37 from the nozzle 34 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is stopped. Then, the rotation speed of the semiconductor wafer 1 is reduced to, for example, about 100 rpm (100 rotations / minute). Then, in a state where the semiconductor wafer 1 is rotated, discharge of the rinse liquid 35 from the rinse liquid nozzle 36 is started, and the rinse liquid nozzle 36 for discharging the rinse liquid 35 is moved to the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1. It is moved in a horizontal direction (a direction parallel to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 held on the rotary stage 32) from a position above the peripheral portion to a position above the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. Thus, the rinsing liquid 35 is supplied from the rinsing liquid nozzle 36 to the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, and the rinsing process of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 is performed by the rinsing liquid 35 supplied to the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. (Rinse processing) is performed, the etching solution 37 is removed from the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 together with the rinsing solution 35, and the etching of the insulating film 12 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is stopped. Since the rinsing liquid nozzle 36 moves while supplying the rinsing liquid 35 to the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, the position where the rinsing liquid 35 is supplied to the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 is located on the semiconductor wafer 1. It moves from the peripheral part of the main surface 1a to the central part of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1.

リンス液用ノズル36が、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置に到達し、リンス液用ノズル36から半導体ウエハ1の主面1aへリンス液35が供給される位置が、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)から半導体ウエハ1の主面1aの中心部まで移動した後、リンス液用ノズル36から半導体ウエハ1の主面1aへのリンス液35の供給を停止する。それから、半導体ウエハ1の主面1aの中央部上方に位置するノズル34から、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部にリンス液35を供給する。   The position where the rinsing liquid nozzle 36 reaches a position above the central portion of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1 and the rinsing liquid 35 is supplied from the rinsing liquid nozzle 36 to the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. After moving from the peripheral portion (outer peripheral portion) of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 to the center portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the rinse liquid 35 from the rinse liquid nozzle 36 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is transferred. Stop supplying. Then, a rinsing liquid 35 is supplied from the nozzle 34 located above the central portion of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 to the central portion of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1.

ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへリンス液35を供給する際には、リンス液用ノズル36が、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方に位置していると、リンス液用ノズル36が邪魔になる可能性がある。このため、リンス液用ノズル36からのリンス液35の供給を停止した後、リンス液用ノズル36を、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置から周辺部側に速やかに移動させてから、ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへのリンス液35の供給を開始すれば、より好ましい。   When supplying the rinsing liquid 35 from the nozzle 34 to the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, the rinsing liquid nozzle 36 is positioned above the center of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1. The liquid nozzle 36 may get in the way. For this reason, after the supply of the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 is stopped, the rinsing liquid nozzle 36 is quickly moved from the position above the central portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 to the peripheral portion side. It is more preferable that the supply of the rinsing liquid 35 from the nozzle 34 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is started after the movement.

また、リンス液用ノズル36が、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置に到達した段階(リンス液用ノズル36からのリンス液35の供給位置が半導体ウエハ1の主面1aの中心部に移動した段階)で、半導体ウエハ1の主面1a全面で絶縁膜12のエッチングが停止した状態になるため、他の形態として、ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへのリンス液35の供給を省略することもできる。但し、半導体ウエハ1の主面1a全面でリンス処理がより確実に行われるようにするために、ノズル34から、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部にリンス液35を供給することが、より好ましい。   Further, when the rinsing liquid nozzle 36 reaches a position above the central portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 (the supply position of the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 is the main surface of the semiconductor wafer 1). Since the etching of the insulating film 12 is stopped on the entire main surface 1a of the semiconductor wafer 1 at the stage of moving to the center of 1a), as another form, the nozzle 34 is connected to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. The supply of the rinsing liquid 35 can be omitted. However, the rinsing liquid 35 may be supplied from the nozzle 34 to the central portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 so that the rinsing process is more reliably performed on the entire main surface 1a of the semiconductor wafer 1. More preferable.

リンス処理の後、ノズル34からのリンス液35の吐出が停止され、半導体ウエハ1の主面1aへのリンス液35の供給が終了する。そして、回転ステージ32の回転速度を上昇させることによって半導体ウエハ1の回転速度を上昇させて、半導体ウエハ1を高速回転させ、高速回転による遠心力を利用して半導体ウエハ1の主面1a上に残留する液体または水分(リンス液)を振り切って、半導体ウエハ1を乾燥させる。所定の時間、高速回転させて半導体ウエハ1を乾燥させた後、半導体ウエハ1の回転を停止させる(回転ステージ32の回転を停止させる)。   After the rinsing process, the discharge of the rinsing liquid 35 from the nozzle 34 is stopped, and the supply of the rinsing liquid 35 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is completed. Then, by increasing the rotation speed of the rotary stage 32, the rotation speed of the semiconductor wafer 1 is increased, the semiconductor wafer 1 is rotated at a high speed, and the centrifugal force generated by the high-speed rotation is used on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. The remaining liquid or moisture (rinse liquid) is shaken off, and the semiconductor wafer 1 is dried. After the semiconductor wafer 1 is dried at a high speed for a predetermined time, the rotation of the semiconductor wafer 1 is stopped (the rotation of the rotary stage 32 is stopped).

その後、半導体ウエハ1は、次の工程(ステップS3の絶縁膜12のCMP工程)に送られるか、あるいはその前に一旦、収容ケースなどに収容される。   Thereafter, the semiconductor wafer 1 is sent to the next process (CMP process of the insulating film 12 in step S3) or is temporarily stored in a storage case or the like before that.

上記のように、半導体ウエハ1が回転した状態で、半導体ウエハ1の主面1aの中央部上方に位置するノズル34から、半導体ウエハ1の主面1aの中心部にエッチング液37を供給することで、半導体ウエハ1の主面1aの全面にエッチング液37を行き渡らせ、このエッチング液37により、半導体ウエハ1の主面1aに形成されていた絶縁膜12のエッチングを開始することができる。半導体ウエハ1が回転しているので、半導体ウエハ1の主面1aの中心部に供給したエッチング液37は、半導体ウエハ1の主面1aの全面に速やかに行き渡るので、半導体ウエハ1の主面1aの各位置で、ほぼ同時にエッチング液37による絶縁膜12のエッチングが開始される。   As described above, the etching solution 37 is supplied to the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 from the nozzle 34 located above the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 while the semiconductor wafer 1 is rotated. Thus, the etching solution 37 is spread over the entire main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, and the etching of the insulating film 12 formed on the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 can be started by this etching solution 37. Since the semiconductor wafer 1 is rotating, the etching solution 37 supplied to the central portion of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 quickly reaches the entire main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, and therefore the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. At each of these positions, etching of the insulating film 12 with the etching solution 37 is started almost simultaneously.

半導体ウエハ1の回転速度が速すぎると、高速回転による遠心力によって半導体ウエハ1の主面1a上からエッチング液37が振り切られて完全に除去されるが、半導体ウエハ1の主面1aからエッチング液37が完全に除去されずに、半導体ウエハ1の主面1aの全面に所定の量のエッチング液37が残留できる程度に、半導体ウエハ1の回転速度を制御する。これにより、ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへのエッチング液37の供給を停止した後も、半導体ウエハ1の主面1aに残留するエッチング液37により、半導体ウエハ1の主面1aに形成されていた絶縁膜12のエッチングが進行する。   If the rotation speed of the semiconductor wafer 1 is too high, the etching solution 37 is shaken off from the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 by the centrifugal force caused by the high-speed rotation and is completely removed, but the etching solution is removed from the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. The rotational speed of the semiconductor wafer 1 is controlled so that a predetermined amount of the etching solution 37 can remain on the entire main surface 1a of the semiconductor wafer 1 without being completely removed. Thereby, even after the supply of the etching solution 37 from the nozzle 34 to the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 is stopped, the etching solution 37 remaining on the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 is formed on the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. Etching of the insulating film 12 that has been performed proceeds.

ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへのエッチング液37の供給を停止した後、上記のように、半導体ウエハ1が回転した状態で、リンス液用ノズル36からリンス液35を吐出させながら、リンス液用ノズル36を、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置へ水平方向に移動させる。半導体ウエハ1は回転しているので、リンス液用ノズル36から半導体ウエハ1の主面1a上に供給されたリンス液35は、半導体ウエハ1の主面1a上を周辺部側に移動する。このため、半導体ウエハ1の主面1aにおいて、リンス液用ノズル36からリンス液35が供給された位置から外側(外周側)では、リンス液35が行き渡った(存在した)状態となり、リンス処理(すすぎ処理)が行われ、エッチング液37がリンス液35とともに除去されて、絶縁膜12のエッチング(ウェットエッチング)が停止する。   After the supply of the etching liquid 37 from the nozzle 34 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is stopped, the rinsing liquid 35 is discharged from the rinsing liquid nozzle 36 while the semiconductor wafer 1 is rotated as described above. The rinsing liquid nozzle 36 is moved in the horizontal direction from a position above the periphery of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1 to a position above the center of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. Since the semiconductor wafer 1 is rotating, the rinsing liquid 35 supplied from the rinsing liquid nozzle 36 onto the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 moves on the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 to the peripheral side. For this reason, on the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, the rinsing liquid 35 is spread (existing) from the position where the rinsing liquid 35 is supplied from the rinsing liquid nozzle 36 to the outer side (outer peripheral side). The rinsing process) is performed, the etching solution 37 is removed together with the rinsing solution 35, and the etching (wet etching) of the insulating film 12 is stopped.

半導体ウエハ1の主面1aの各位置においては、ノズル34から供給されたエッチング液37によってほぼ同時に絶縁膜12のエッチングが開始されるが、リンス液35を吐出するリンス液用ノズル36を、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置へ水平方向に移動するので、リンス液35によるリンス処理の開始時間は、半導体ウエハ1の主面1aの各位置で異なる。半導体ウエハ1の主面1aの各位置では、ノズル34から供給されたエッチング液37が触れて(接液して)から、リンス液用ノズル36から供給されたリンス液35に触れる(接液する)まで、絶縁膜12のエッチングが進行する。このため、リンス液用ノズル36は、半導体ウエハ1の主面1a上を周辺部側から中心部側に1回移動させれば良く、ステップS2の処理の動作を単純化でき、またステップS2に要する時間を短縮できる。そして、ステップS2における半導体ウエハ1の主面の各位置のエッチング時間は、ノズル34からのエッチング液37の供給を開始してから、各位置上をリンス液用ノズル36が通過するまでの時間に対応することになる。   At each position of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, the etching of the insulating film 12 is started almost simultaneously by the etching liquid 37 supplied from the nozzle 34, but the rinsing liquid nozzle 36 that discharges the rinsing liquid 35 is rotated. Since the semiconductor wafer 1 moves in the horizontal direction from the position above the peripheral portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 to the position above the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the start time of the rinsing process with the rinsing liquid 35 is It differs at each position on the main surface 1 a of the wafer 1. At each position of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, the etching solution 37 supplied from the nozzle 34 touches (wettes), and then the rinsing solution 35 supplied from the rinsing solution nozzle 36 touches (wettes). ) Until the etching of the insulating film 12 proceeds. For this reason, the rinsing liquid nozzle 36 has only to be moved once from the peripheral side to the central side on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, and the processing operation of step S2 can be simplified. The time required can be shortened. The etching time at each position on the main surface of the semiconductor wafer 1 in step S2 is the time from the start of the supply of the etching solution 37 from the nozzle 34 until the rinsing solution nozzle 36 passes over each position. Will respond.

本実施の形態では、ステップS2においては、ステップS3のCMP処理時の研磨量が多くなるところ(周辺部1A)では、ステップS3のCMP処理時の研磨量が少ないところ(周辺部以外の領域、中央部1B)よりも、絶縁膜12のエッチング量が少なくなるように(すなわち絶縁膜12のエッチング時間が短くなるように)、リンス液用ノズル36の移動(移動速度)を制御する。リンス液用ノズル36の移動(移動速度)の制御について、更に詳細に説明する。   In the present embodiment, in step S2, where the polishing amount during the CMP process in step S3 increases (peripheral portion 1A), the polishing amount during the CMP process in step S3 decreases (regions other than the peripheral portion, The movement (movement speed) of the rinsing liquid nozzle 36 is controlled so that the etching amount of the insulating film 12 is smaller than that of the central portion 1B) (that is, the etching time of the insulating film 12 is shortened). The control of the movement (movement speed) of the rinsing liquid nozzle 36 will be described in more detail.

図25は、ステップS2におけるリンス液用ノズル36の移動位置、すなわち半導体ウエハ1の主面1aにおいてリンス液用ノズル36からのリンス液35が接液する位置を示すグラフである。ステップS2では、リンス液用ノズル36の位置(すなわち半導体ウエハ1の主面1aにおいてリンス液用ノズル36からのリンス液35が接液する位置)を、時間の経過とともに図25のような位置にあるように制御する。図25のグラフの横軸は、半導体ウエハ1の主面1aにおいてリンス液用ノズル36から供給されたリンス液35が接液する位置(接液の中心)と、半導体ウエハ1の主面1aの中心との間の距離に対応する。図25のグラフの縦軸は、時間(時刻)に対応するが、縦軸の上方に向かう方向が、時間が経過する方向であり、任意単位(arb. unit:arbitrary unit)で示してある。図26は、ステップS2における半導体ウエハ1の主面1aの各位置での絶縁膜12のエッチング時間を示すグラフである。図26のグラフの横軸は、半導体ウエハ1の主面1aにおける中心(主面の中心)からの距離に対応し、図26のグラフの縦軸は、エッチング時間に対応する。   FIG. 25 is a graph showing the moving position of the rinsing liquid nozzle 36 in step S2, that is, the position where the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 comes into contact with the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. In step S2, the position of the rinsing liquid nozzle 36 (that is, the position where the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 comes into contact with the main surface 1a of the semiconductor wafer 1) is moved to the position shown in FIG. Control to be. The horizontal axis of the graph of FIG. 25 shows the position (the center of the liquid contact) where the rinsing liquid 35 supplied from the rinsing liquid nozzle 36 contacts the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 and the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. Corresponds to the distance to the center. The vertical axis of the graph in FIG. 25 corresponds to time (time), but the direction toward the upper side of the vertical axis is the direction in which time elapses, and is indicated in arbitrary units (arb. Unit: arbitrary unit). FIG. 26 is a graph showing the etching time of the insulating film 12 at each position on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 in step S2. The horizontal axis of the graph in FIG. 26 corresponds to the distance from the center (center of the main surface) of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, and the vertical axis of the graph in FIG. 26 corresponds to the etching time.

ステップS2において、半導体ウエハ1の主面1aの各位置における絶縁膜12のエッチング量(エッチング厚み)は、各位置におけるエッチング時間に比例する。上述したように、CMP処理時の研磨量は、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aの方が、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、多くなるため、ステップS2のエッチング量については、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aでのエッチング量を、周辺部以外の領域(中央部1B)でのエッチング量に比べて少なくする必要がある。すなわち、ステップS2のエッチング時間については、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aでのエッチング時間を、周辺部以外の領域(中央部1B)でのエッチング時間に比べて、短くする必要がある。   In step S2, the etching amount (etching thickness) of the insulating film 12 at each position on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is proportional to the etching time at each position. As described above, the amount of polishing during the CMP process is larger in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 than in the region other than the peripheral portion (central portion 1B). Regarding the amount, it is necessary to reduce the etching amount in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 as compared with the etching amount in the region other than the peripheral portion (central portion 1B). That is, with respect to the etching time in step S2, the etching time in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 needs to be shorter than the etching time in the region other than the peripheral portion (central portion 1B). .

このため、ステップS2では、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部にノズル34からエッチング液37を所定の時間供給してから、ノズル34からのエッチング液37の供給を停止し、その後、リンス液用ノズル36が停止した状態で、リンス液用ノズル36から、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部に所定の時間(図25のグラフの時刻Tm2からTm3まで)、リンス液35を供給する。半導体ウエハ1の主面1aの周辺部へのリンス液用ノズル36からのリンス液35の供給を所定の時間(時刻Tm2からTm3まで)継続した後、リンス液35を吐出するリンス液用ノズル36を、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置へ水平方向(回転ステージ32およびそこに保持された半導体ウエハ1の主面1aに平行な方向)に移動させる。すなわち、回転する半導体ウエハ1の上方で、リンス液用ノズル36を半導体ウエハ1の主面の周辺部(外周部)側から中心部側に図23および図24の矢印39の方向に移動させるのである。   For this reason, in step S2, after supplying the etching solution 37 from the nozzle 34 to the central portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 for a predetermined time, the supply of the etching solution 37 from the nozzle 34 is stopped, and then With the rinsing liquid nozzle 36 stopped, the rinsing liquid 35 is moved from the rinsing liquid nozzle 36 to the periphery of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 for a predetermined time (from time Tm2 to Tm3 in the graph of FIG. 25). Supply. After the rinsing liquid 35 is continuously supplied from the rinsing liquid nozzle 36 to the periphery of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 for a predetermined time (from time Tm2 to Tm3), the rinsing liquid nozzle 36 discharges the rinsing liquid 35. From the position above the peripheral part (outer peripheral part) of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 to the position above the central part of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 (held on the rotary stage 32 and there) It is moved in a direction parallel to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. That is, the rinsing liquid nozzle 36 is moved from the peripheral portion (outer peripheral portion) side of the main surface of the semiconductor wafer 1 to the central portion side in the direction of the arrow 39 in FIGS. 23 and 24 above the rotating semiconductor wafer 1. is there.

ここで、半導体ウエハ1の主面1aの中心部へのノズル34からのエッチング液37の供給を開始した時刻が、図25のグラフの時刻Tm1に対応する。また、ノズル34からのエッチング液37の供給を停止した後、リンス液用ノズル36から半導体ウエハ1の主面1aの周辺部へのリンス液35の供給を開始した時刻が、図25のグラフの時刻Tm2に対応する。また、リンス液35を吐出するリンス液用ノズル36の移動(半導体ウエハ1の主面1aの周辺部の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置への移動)を開始した時刻が、図25のグラフの時刻Tm3に対応し、リンス液35を吐出するリンス液用ノズル36が半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置に到達した時刻が、図25のグラフの時刻Tm4に対応する。従って、時刻Tm2から時刻Tm4までの間(あるいは時刻Tm4以降も所定の時間経過するまで)、リンス液用ノズル36はリンス液35を吐出しているが、時刻Tm2から時刻Tm3までの間は、リンス液用ノズル36は、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部の上方の位置で停止している。また、図25では、半導体ウエハ1の主面1aにおいてリンス液用ノズル36からのリンス液35が接液する位置の時間変化が実線でグラフ化されているが、理解を簡単にするために、時刻Tm1を点線で示している。図25のグラフでは、半導体ウエハ1の主面1aの各位置において、点線(時刻Tm1)から実線(リンス液用ノズル36からのリンス液35に接液する時刻)までの間の時間が、エッチング時間に対応することになる。   Here, the time when the supply of the etching solution 37 from the nozzle 34 to the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 starts corresponds to the time Tm1 in the graph of FIG. 25, the supply time of the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 to the peripheral portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 after the supply of the etching liquid 37 from the nozzle 34 is stopped is shown in the graph of FIG. This corresponds to time Tm2. Further, the movement of the rinsing liquid nozzle 36 for discharging the rinsing liquid 35 (movement from a position above the peripheral portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 to a position above the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1). The start time corresponds to time Tm3 in the graph of FIG. 25, and the time at which the rinsing liquid nozzle 36 that discharges the rinsing liquid 35 reaches a position above the center of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is shown in FIG. Corresponds to time Tm4 in the graph. Accordingly, the rinsing liquid nozzle 36 discharges the rinsing liquid 35 from time Tm2 to time Tm4 (or until a predetermined time elapses after time Tm4), but from time Tm2 to time Tm3, The rinse liquid nozzle 36 is stopped at a position above the peripheral portion of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. In FIG. 25, the change over time of the position where the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 comes into contact with the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is plotted in a solid line, but in order to simplify the understanding, Time Tm1 is indicated by a dotted line. In the graph of FIG. 25, the time from the dotted line (time Tm1) to the solid line (the time of contact with the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36) at each position of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is etched. It will correspond to time.

このようにリンス液用ノズル36の移動を制御することで、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでのエッチング時間は、概ねTm11となり、周辺部1A以外の領域(中央部1B)でのエッチング時間は、Tm11+Tm12からTm11+Tm12+Tm13の間となる。ここで、Tm11は、時刻Tm1から時刻Tm2までの時間(経過時間)に対応し、時間Tm12は、時刻Tm2から時刻Tm3までの時間(経過時間)に対応し、時間Tm13は、時刻Tm3から時刻Tm4までの時間(経過時間)に対応する。すなわち、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでは、時刻Tm2にリンス液用ノズル36からリンス液35が供給されたことで絶縁膜12のエッチングが停止されるが、周辺部1A以外の領域(中央部1B)では、時刻Tm2以降も絶縁膜12のエッチングが進行し、時刻Tm3から時刻Tm4の間にリンス液用ノズル36からリンス液35が供給されることで、周辺部1A以外の領域(中央部1B)で絶縁膜12のエッチングが停止する。これにより、図26に示されるように、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでのエッチング時間を、周辺部1A以外の領域(中央部1B)でのエッチング時間よりも短くすることができる。従って、ステップS3のCMP処理時の研磨量が少ないところ(周辺部1A以外の領域、中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理時の研磨量が多いところ(周辺部1A)で、図26に示されるようにステップS2のエッチング時間を短くする(すなわち図20に示されるようにステップS2のエッチング量を少なくする)ことができる。   By controlling the movement of the rinsing liquid nozzle 36 in this way, the etching time in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is approximately Tm11, and etching is performed in a region other than the peripheral portion 1A (central portion 1B). The time is between Tm11 + Tm12 and Tm11 + Tm12 + Tm13. Here, Tm11 corresponds to the time (elapsed time) from time Tm1 to time Tm2, time Tm12 corresponds to the time (elapsed time) from time Tm2 to time Tm3, and time Tm13 corresponds to the time from time Tm3 to time Tm3. This corresponds to the time (elapsed time) up to Tm4. That is, in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1, the etching of the insulating film 12 is stopped by supplying the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 at time Tm2, but the region other than the peripheral portion 1A ( In the central portion 1B), the etching of the insulating film 12 proceeds after time Tm2, and the rinsing liquid 35 is supplied from the rinsing liquid nozzle 36 between time Tm3 and time Tm4. The etching of the insulating film 12 stops at the central part 1B). Thereby, as shown in FIG. 26, the etching time in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 can be made shorter than the etching time in the region other than the peripheral portion 1A (central portion 1B). Accordingly, in the case where the polishing amount in the CMP process in step S3 is larger (peripheral portion 1A) than in the case where the polishing amount in the CMP processing in step S3 is small (region other than the peripheral portion 1A, the central portion 1B), FIG. As shown in FIG. 20, the etching time in step S2 can be shortened (that is, the etching amount in step S2 is reduced as shown in FIG. 20).

また、時刻Tm2から時刻Tm3までの間、リンス液用ノズル36を停止しながら、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部にリンス液用ノズル36からリンス液35を供給するが、この際、半導体ウエハ1の主面1aにおいてリンス液用ノズル36からのリンス液35が接液する位置の中心を、半導体ウエハ1の主面1aの端部(ウエハ端、外周端、最外周)から若干、例えば3mm程度、内側(半導体ウエハ1の中心に近い側)にしておく。半導体ウエハ1の主面1aにおいて、リンス液用ノズル36からのリンス液35が接液する位置よりも外側(半導体ウエハ1の端部に近い側)では、半導体ウエハ1の回転による遠心力でリンス液35がウエハ端方向に流れることで、リンス液35が供給される。   Further, while the rinse liquid nozzle 36 is stopped from time Tm2 to time Tm3, the rinse liquid 35 is supplied from the rinse liquid nozzle 36 to the peripheral portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. The center of the position where the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 comes into contact with the main surface 1a of the wafer 1 slightly from the end (wafer end, outer peripheral end, outermost periphery) of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, for example, The inner side (side closer to the center of the semiconductor wafer 1) is about 3 mm. On the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, rinsing is performed by centrifugal force due to the rotation of the semiconductor wafer 1 outside the position where the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 comes into contact with the main surface 1 a. As the liquid 35 flows toward the wafer edge, the rinse liquid 35 is supplied.

ここで、リンス液用ノズル36から吐出されたリンス液35は、リンス液用ノズル36におけるリンス液吐出用の穴の直径とほぼ同じ直径を有する液柱であり、この液柱(リンス液35の液柱)が半導体ウエハ1の主面1aに接液する。このため、リンス液用ノズル36から吐出されたリンス液35の液柱の中心が当たる位置を、半導体ウエハ1の主面1aにおいてリンス液用ノズル36からのリンス液35が接液する位置の中心と称するものとする。時刻Tm2から時刻Tm3までの間、半導体ウエハ1の主面1aにおいてリンス液用ノズル36からのリンス液35が接液する位置の中心を、半導体ウエハ1の主面1aの端部から若干(例えば3mm程度)内側にしておくことにより、リンス液35の液柱の直径にもよるが、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(ウエハ端から概ね5mm以内の領域)にリンス液35を供給して、絶縁膜12のエッチングを停止させることができる。   Here, the rinsing liquid 35 discharged from the rinsing liquid nozzle 36 is a liquid column having substantially the same diameter as the diameter of the rinsing liquid discharge hole in the rinsing liquid nozzle 36, and this liquid column (the rinsing liquid 35 The liquid column contacts the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. Therefore, the position where the center of the liquid column of the rinsing liquid 35 discharged from the rinsing liquid nozzle 36 hits the center of the position where the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 contacts the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. Shall be referred to as Between the time Tm2 and the time Tm3, the center of the position where the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 comes into contact with the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 slightly from the end of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 (for example, Depending on the diameter of the liquid column of the rinsing liquid 35, the rinsing liquid 35 is supplied to the peripheral portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 (a region within about 5 mm from the wafer edge). Thus, the etching of the insulating film 12 can be stopped.

また、半導体ウエハ1の主面1aにおいて周辺部1A以外の領域(中央部1B)内ではステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量が均一なのであれば、時刻Tm3から時刻Tm4にかけてのリンス液用ノズル36の移動速度をできるだけ速くし、リンス液用ノズル36を、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部の上方の位置から中心部の上方の位置に速やかに移動させ、上記時間Tm13を十分に短くすることが好ましい。これにより、半導体ウエハ1の主面1aにおいて周辺部1A以外の領域(中央部1B)内では、ほぼ同時に絶縁膜12のエッチングが停止され、エッチング時間がほぼ同じになる(すなわちエッチング量がほぼ同じになる)ので、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚分布を、より均一にすることができる。   If the polishing amount of the insulating film 12 during the CMP process in step S3 is uniform in the region (central portion 1B) other than the peripheral portion 1A on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the rinsing from time Tm3 to time Tm4 is performed. The moving speed of the liquid nozzle 36 is increased as much as possible, and the rinsing liquid nozzle 36 is quickly moved from a position above the peripheral portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 to a position above the central portion. It is preferable to shorten Tm13 sufficiently. As a result, in the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 in the region other than the peripheral portion 1A (central portion 1B), the etching of the insulating film 12 is stopped almost simultaneously, and the etching time is substantially the same (that is, the etching amount is substantially the same). Therefore, the film thickness distribution of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 can be made more uniform.

一方、半導体ウエハ1の主面1aにおいて周辺部1A以外の領域(中央部1B)内でもステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量が均一でなく、上記図22のように半導体ウエハ1の主面1aにおいて、中心から離れるに従ってCMP処理時の研磨量が徐々に多くなる場合があり、CMP処理は、一般にこの傾向が生じる場合が多い。この場合には、半導体ウエハ1の主面1aにおけるステップS3のCMP処理時の研磨量の変化率(半導体ウエハ1の半径方向での変化率)に応じて、時刻Tm3から時刻Tm4にかけてのリンス液用ノズル36の移動速度を制御(調整)する。すなわち、半導体ウエハ1の主面1aにおけるステップS3のCMP処理時の研磨量の変化率(半導体ウエハ1の半径方向での変化率)が小さければ、リンス液用ノズル36の移動速度を速くし、逆に変化率が大きければ、リンス液用ノズル36の移動速度を遅くする。また、半導体ウエハ1の主面1aにおいてステップS3のCMP処理時の研磨量の変化率(半導体ウエハ1の半径方向での変化率)が一定でないのであれば、変化率が大きい領域では、リンス液用ノズル36の移動速度を遅くし、変化率が小さい領域では、リンス液用ノズル36の移動速度を速くする。半導体ウエハ1の主面1aにおけるステップS3のCMP処理時の研磨量の変化率(半導体ウエハ1の半径方向での変化率)に応じて、リンス液用ノズル36の移動速度を制御(調整)することで、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚分布を、より均一にすることができる。   On the other hand, the polishing amount of the insulating film 12 during the CMP process in step S3 is not uniform even in the region (central portion 1B) other than the peripheral portion 1A on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, and the semiconductor wafer 1 as shown in FIG. In the main surface 1a, the polishing amount during the CMP process may gradually increase as the distance from the center increases. In general, this tendency often occurs in the CMP process. In this case, the rinsing liquid from time Tm3 to time Tm4 according to the change rate of the polishing amount (change rate in the radial direction of the semiconductor wafer 1) during the CMP process in step S3 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. The moving speed of the nozzle 36 is controlled (adjusted). That is, if the change rate of the polishing amount during the CMP process in step S3 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is small (change rate in the radial direction of the semiconductor wafer 1), the moving speed of the rinsing liquid nozzle 36 is increased, Conversely, if the rate of change is large, the moving speed of the rinsing liquid nozzle 36 is decreased. Further, if the change rate of the polishing amount (change rate in the radial direction of the semiconductor wafer 1) during the CMP process in step S3 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is not constant, the rinsing liquid is used in a region where the change rate is large. The moving speed of the rinsing liquid nozzle 36 is increased in a region where the moving speed of the rinsing liquid nozzle 36 is decreased and the rate of change is small. The moving speed of the rinsing liquid nozzle 36 is controlled (adjusted) in accordance with the change rate of the polishing amount (change rate in the radial direction of the semiconductor wafer 1) during the CMP process in step S3 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. Thus, the film thickness distribution of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 can be made more uniform.

ここで、半導体ウエハ1の主面1aにおけるステップS3のCMP処理時の研磨量の変化率とは、半導体ウエハ1の主面1aの中心から周辺部(外周部)に向かう方向での単位長さ当たりの、ステップS3のCMP処理時の絶縁膜12の研磨量の増加量(増加率)に対応し、図22のグラフの傾き(微分値)に対応する。このため、ステップS3のCMP処理時の研磨量の変化率が小さいとは、図22のグラフにおいて傾きが小さいことに対応し、ステップS3のCMP処理時の研磨量の変化率が大きいとは、図22のグラフにおいて傾きが大きいことに対応する。   Here, the rate of change of the polishing amount during the CMP process in step S3 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is the unit length in the direction from the center of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 toward the peripheral portion (outer peripheral portion). This corresponds to the increase (increase rate) of the polishing amount of the insulating film 12 during the CMP process in step S3, and corresponds to the slope (differential value) of the graph of FIG. For this reason, the small change rate of the polishing amount during the CMP process in step S3 corresponds to the small slope in the graph of FIG. 22, and the large change rate of the polishing amount during the CMP process in step S3 is This corresponds to a large inclination in the graph of FIG.

また、本実施の形態とは異なり、ステップS2とステップS3の順番を入れ替えることも考えられる。この場合、ステップS1で絶縁膜12を形成してから、ステップS2を行うことなくステップS3の絶縁膜12のCMP処理を行い(この段階では絶縁膜12の膜厚分布は不均一になる)、その後、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布が均一になるようなステップS2のウェットエッチング処理を行うことになる。この場合、CMP処理後に、絶縁膜12の膜厚分布が均一になるようなウェットエッチング処理を行うことで、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を均一にすることはできるが、次のような問題が生じてしまう。すなわち、ステップS1で絶縁膜12を形成してから、ステップS2を行うことなくステップS3の絶縁膜12のCMP処理を行った段階で、絶縁膜12の上面にはCMP処理によるスクラッチが生じており、その後にステップS2のウェットエッチング処理を行うと、スクラッチを起点としてエッチングが等方的に拡がってしまい(すなわちスクラッチが窪みにまで成長してしまい)、絶縁膜12の上面に窪みが生じてしまう可能性がある。これは、CMP処理でせっかく平坦化した絶縁膜12の上面の平坦性を低下させ、また、半導体装置の信頼性や製造歩留まりを低下させる可能性がある。   Further, unlike the present embodiment, the order of step S2 and step S3 may be interchanged. In this case, after forming the insulating film 12 in step S1, the CMP process of the insulating film 12 in step S3 is performed without performing step S2 (at this stage, the film thickness distribution of the insulating film 12 becomes non-uniform), Thereafter, the wet etching process of step S2 is performed so that the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 becomes uniform. In this case, it is possible to make the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 uniform by performing a wet etching process that makes the film thickness distribution of the insulating film 12 uniform after the CMP process. The following problems will occur. That is, when the insulating film 12 is formed in step S1 and the CMP process of step S3 is performed without performing step S2, scratches are generated on the upper surface of the insulating film 12 due to the CMP process. Then, when the wet etching process in step S2 is performed, the etching isotropically spread from the scratch (that is, the scratch grows into a recess), and a recess is generated on the upper surface of the insulating film 12. there is a possibility. This may reduce the flatness of the upper surface of the insulating film 12 flattened by the CMP process, and may reduce the reliability and manufacturing yield of the semiconductor device.

それに対して、本実施の形態では、ステップS1で絶縁膜12を形成してから、CMP処理の前にステップS2のウェットエッチング処理を行い、その後、ステップS3の絶縁膜12のCMP処理を行っている。このため、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を均一にすることができるだけでなく、CMP処理の前にステップS2のウェットエッチング処理を行うのでウェットエッチング中にCMP処理によるスクラッチを起点としてエッチングが等方的に拡がってしまうことがないため、最終的な絶縁膜12の上面の平坦性を更に高めることができる。また、ステップS3のCMP処理の前にステップS2のウェットエッチング処理を行うので、絶縁膜12の表面に異物などの汚染が無い状態(絶縁膜12の表面が清浄化された状態)でステップS3のCMP処理を行うことができ、CMP処理時のスクラッチの発生を抑制または防止できる。従って、半導体装置の信頼性や製造歩留まりを更に向上させることができる。   In contrast, in this embodiment, after the insulating film 12 is formed in step S1, the wet etching process in step S2 is performed before the CMP process, and then the CMP process is performed on the insulating film 12 in step S3. Yes. For this reason, not only can the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 be made uniform, but also the wet etching process in step S2 is performed before the CMP process, so that scratches due to the CMP process are performed during the wet etching. Since the etching does not expand isotropically as a starting point, the flatness of the upper surface of the final insulating film 12 can be further improved. Further, since the wet etching process of step S2 is performed before the CMP process of step S3, the surface of the insulating film 12 is not contaminated with foreign matters (the surface of the insulating film 12 is cleaned). CMP processing can be performed, and generation of scratches during CMP processing can be suppressed or prevented. Accordingly, the reliability and manufacturing yield of the semiconductor device can be further improved.

また、本実施の形態において、ある半導体ウエハ1に対してステップS1,S2,S3の処理を行った後に、絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)を測定し、膜厚分布の不均一さ(すなわち絶縁膜12の膜厚t3が最大の部分と最小の部分との膜厚差)が所定のしきい値を越えた場合には、その結果をフィードバックして、次の半導体ウエハ1に対して行うステップS2の条件(上記図20のエッチング量の分布)を見直すことができる。ここで、前記次の半導体ウエハ1は、膜厚分布を測定したのとは別の半導体ウエハ1である。これにより、前記次の半導体ウエハ1のステップS3後の絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)を均一化することができ、絶縁膜12の膜厚t3が最大の部分と最小の部分との膜厚差を前記所定のしきい値以下となるようにすることができる。   In the present embodiment, after the processing of steps S1, S2, and S3 is performed on a certain semiconductor wafer 1, the film thickness distribution (distribution of film thickness t3) of the insulating film 12 is measured, and the film thickness distribution If the non-uniformity (that is, the film thickness difference between the maximum thickness portion and the minimum thickness portion of the insulating film 12) exceeds a predetermined threshold value, the result is fed back to the next semiconductor wafer. 1 can be reviewed (the distribution of the etching amount in FIG. 20). Here, the next semiconductor wafer 1 is a different semiconductor wafer 1 from which the film thickness distribution was measured. As a result, the film thickness distribution (distribution of the film thickness t3) of the insulating film 12 after step S3 of the next semiconductor wafer 1 can be made uniform, and the film thickness t3 of the insulating film 12 is maximized and minimized. The film thickness difference with the portion can be made equal to or less than the predetermined threshold value.

例えば、ある半導体ウエハ1に対してステップS1,S2,S3の処理を行った後に、その半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)を測定し、その結果、周辺部1Aでの絶縁膜12の膜厚t3が中央部1Bでの膜厚t3よりも20nm程度薄かったとする。この場合、次の半導体ウエハ1(膜厚分布を測定したのとは別の半導体ウエハ1)に対してステップS2を行う際の上記リンス液用ノズル36の移動条件を見直し、上記時間Tm12を長くする(ここではエッチング量20nmに相当する分だけ長くする)ことにより、上記膜厚差td1を20nmだけ増加させる。すなわち、膜厚分布を測定した半導体ウエハ1における膜厚差td1よりも、前記次の半導体ウエハ1における膜厚差td1が20nmだけ大きくなるようにする。これにより、前記次の半導体ウエハ1に対してステップS3を行った段階で、周辺部1Aでの絶縁膜12の膜厚t3と中央部1Bでの膜厚t3とをほぼ同じにすることができる。   For example, after the processing of steps S1, S2, and S3 is performed on a certain semiconductor wafer 1, the film thickness distribution (distribution of film thickness t3) of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 is measured, and the result Assume that the film thickness t3 of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A is about 20 nm thinner than the film thickness t3 in the central portion 1B. In this case, the moving condition of the rinsing liquid nozzle 36 when performing step S2 on the next semiconductor wafer 1 (semiconductor wafer 1 different from the film thickness distribution measured) is reviewed, and the time Tm12 is lengthened. In this case (in this case, the film thickness difference td1 is increased by 20 nm by an amount corresponding to the etching amount of 20 nm). That is, the film thickness difference td1 in the next semiconductor wafer 1 is set to be larger by 20 nm than the film thickness difference td1 in the semiconductor wafer 1 in which the film thickness distribution is measured. As a result, when step S3 is performed on the next semiconductor wafer 1, the film thickness t3 of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A and the film thickness t3 in the central portion 1B can be made substantially the same. .

また、例えば、ある半導体ウエハ1に対してステップS1,S2,S3の処理を行った後に、その半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)を測定し、その結果、周辺部1Aでの絶縁膜12の膜厚t3が中央部1Bでの膜厚t3よりも30nm程度厚かったとする。この場合、次の半導体ウエハ1(膜厚分布を測定したのとは別の半導体ウエハ1)に対してステップS2を行う際の上記リンス液用ノズル36の移動条件を見直し、上記時間Tm12を短くする(ここではエッチング量30nmに相当する分だけ短くする)ことにより、上記膜厚差td1を30nmだけ低減させる。すなわち、膜厚分布を測定した半導体ウエハ1における膜厚差td1よりも、前記次の半導体ウエハ1における膜厚差td1が30nmだけ小さくなるようにする。これにより、前記次の半導体ウエハ1のステップS3後の段階で、周辺部1Aでの絶縁膜12の膜厚t3と中央部1Bでの膜厚t3とをほぼ同じにすることができる。   Further, for example, after the processing of steps S1, S2, and S3 is performed on a certain semiconductor wafer 1, the film thickness distribution (distribution of film thickness t3) of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 is measured. As a result, it is assumed that the film thickness t3 of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A is about 30 nm thicker than the film thickness t3 in the central portion 1B. In this case, the movement condition of the rinsing liquid nozzle 36 when performing step S2 on the next semiconductor wafer 1 (semiconductor wafer 1 different from the film thickness distribution measured) is reviewed, and the time Tm12 is shortened. By doing so (here, shortening by an amount corresponding to the etching amount of 30 nm), the film thickness difference td1 is reduced by 30 nm. That is, the film thickness difference td1 in the next semiconductor wafer 1 is made smaller by 30 nm than the film thickness difference td1 in the semiconductor wafer 1 whose film thickness distribution is measured. As a result, the film thickness t3 of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A and the film thickness t3 in the central portion 1B can be made substantially the same after the step S3 of the next semiconductor wafer 1.

半導体ウエハ1に対してステップS1,S2,S3の処理を行った後に、絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)を測定するのは、ステップS1,S2,S3の処理を行う全ての半導体ウエハ1について行わなくとも、定期的またはある数の半導体ウエハ毎の抜き取りなどにより行うこともできる。   Measuring the film thickness distribution (distribution of film thickness t3) of the insulating film 12 after the processes of steps S1, S2, and S3 are performed on the semiconductor wafer 1 are all performed in steps S1, S2, and S3. Even if it does not carry out about this semiconductor wafer 1, it can also carry out regularly etc. by extracting every certain number of semiconductor wafers.

また、本実施の形態では、ステップS1,S2,S3を絶縁膜12に対して行う場合について説明したが、同様のステップS1,S2,S3を上記絶縁膜16に対して行うこともでき、これは以下の実施の形態2でも同様である。   In the present embodiment, the case where steps S1, S2, and S3 are performed on the insulating film 12 has been described. However, similar steps S1, S2, and S3 can be performed on the insulating film 16, and The same applies to the following second embodiment.

すなわち、ステップS1,S2,S3を絶縁膜12に対して行う場合は、まず、半導体ウエハ1の主面上にパターン層としてゲート電極6を形成し、このパターン層(ゲート電極6)を覆うようにステップS1で絶縁膜12を形成する。この絶縁膜12の上面にはパターン層(ゲート電極6)による凹凸形状が生じているため、絶縁膜12を平坦化する必要があるが、ステップS2で絶縁膜12をエッチング(ウェットエッチング)して半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を補正してから、ステップS3で絶縁膜12の上面をCMP処理して平坦化する。   That is, when steps S1, S2, and S3 are performed on the insulating film 12, first, the gate electrode 6 is formed as a pattern layer on the main surface of the semiconductor wafer 1, and the pattern layer (gate electrode 6) is covered. In step S1, the insulating film 12 is formed. Since the top surface of the insulating film 12 is uneven due to the pattern layer (gate electrode 6), the insulating film 12 needs to be flattened, but the insulating film 12 is etched (wet etching) in step S2. After correcting the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1, the upper surface of the insulating film 12 is planarized by CMP in step S3.

一方、ステップS1,S2,S3を上記絶縁膜16に対して行う場合は、まず、半導体ウエハ1の主面上にパターン層として配線15を形成し、このパターン層(配線15)を覆うようにステップS1で絶縁膜16を形成する。この絶縁膜16の上面にはパターン層(配線15)による凹凸形状が生じているため、絶縁膜16を平坦化する必要があるが、ステップS2で絶縁膜16をエッチング(ウェットエッチング)して半導体ウエハ1の主面における絶縁膜16の膜厚分布を補正してから、ステップS3で絶縁膜16の上面をCMP処理して平坦化する。この場合、絶縁膜16に対して行うステップS2,S3の処理は、絶縁膜12に対して行うステップS2,S3の処理とそれぞれ同様(上記図15〜図26を参照したステップS1,S2,S3の説明において、ゲート電極6を配線15に置き換え、絶縁膜12を絶縁膜16に置き換えたものにほぼ相当する)であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。   On the other hand, when steps S1, S2, and S3 are performed on the insulating film 16, first, the wiring 15 is formed as a pattern layer on the main surface of the semiconductor wafer 1, and the pattern layer (wiring 15) is covered. In step S1, an insulating film 16 is formed. Since an uneven shape due to the pattern layer (wiring 15) is generated on the upper surface of the insulating film 16, the insulating film 16 needs to be flattened. In step S2, the insulating film 16 is etched (wet etching) to obtain a semiconductor After correcting the film thickness distribution of the insulating film 16 on the main surface of the wafer 1, the upper surface of the insulating film 16 is planarized by CMP in step S3. In this case, the processes of steps S2 and S3 performed on the insulating film 16 are the same as the processes of steps S2 and S3 performed on the insulating film 12, respectively (steps S1, S2, S3 with reference to FIGS. 15 to 26 described above). In this description, the gate electrode 6 is replaced with the wiring 15 and the insulating film 12 is replaced with the insulating film 16). Therefore, the repeated description is omitted here.

このため、本実施の形態では、半導体ウエハ1の主面上にパターン層(ゲート電極6または配線15)を形成し、半導体ウエハ1の主面上に、このパターン層(ゲート電極6または配線15)を覆うようにステップS1で絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)を形成する。この絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)は、その上面に、パターン層(ゲート電極6または配線15)を反映した凹凸形状が生じているため平坦化する必要があるが、ステップS2で絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)をエッチングして半導体ウエハ1の主面における絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)の膜厚分布を補正してから、ステップS3で絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)の上面をCMP処理して平坦化する。この際、ステップS3での半導体ウエハ1における絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)の研磨量の分布に応じて、ステップS2で半導体ウエハ1における絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)の膜厚分布を補正する。具体的には、半導体ウエハ1の主面において、ステップS3での絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)の研磨量が少ない領域よりも、ステップS3での絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)の研磨量が多い領域で、絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)の膜厚t2が厚くなるように、ステップS2で絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)の膜厚分布を補正する。これにより、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)の膜厚分布を均一にすることができる。なお、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)の膜厚は、パターン層(ゲート電極6または配線15)の高さよりも厚く、ステップS3でCMP処理された絶縁膜(絶縁膜12または絶縁膜16)からパターン層(ゲート電極6または配線15)は露出されない。   For this reason, in the present embodiment, a pattern layer (gate electrode 6 or wiring 15) is formed on the main surface of the semiconductor wafer 1, and this pattern layer (gate electrode 6 or wiring 15 is formed on the main surface of the semiconductor wafer 1. In step S1, an insulating film (insulating film 12 or insulating film 16) is formed so as to cover. This insulating film (insulating film 12 or insulating film 16) needs to be flattened because it has an uneven shape reflecting the pattern layer (gate electrode 6 or wiring 15) on its upper surface, but it is insulated in step S2. After etching the film (insulating film 12 or insulating film 16) to correct the film thickness distribution of the insulating film (insulating film 12 or insulating film 16) on the main surface of the semiconductor wafer 1, the insulating film (insulating film (insulating film) in step S3) is corrected. 12 or the insulating film 16) is planarized by CMP. At this time, depending on the distribution of the polishing amount of the insulating film (insulating film 12 or insulating film 16) on the semiconductor wafer 1 in step S3, the insulating film (insulating film 12 or insulating film 16) on the semiconductor wafer 1 is determined in step S2. Correct the film thickness distribution. Specifically, in the main surface of the semiconductor wafer 1, the insulating film (insulating film 12 or insulating film in step S3) is smaller than the region where the polishing amount of the insulating film (insulating film 12 or insulating film 16) in step S3 is small. 16) In step S2, the film thickness distribution of the insulating film (insulating film 12 or insulating film 16) is increased so that the film thickness t2 of the insulating film (insulating film 12 or insulating film 16) increases in the region where the polishing amount is large. to correct. Thereby, the film thickness distribution of the insulating film (insulating film 12 or insulating film 16) after the CMP process in step S3 can be made uniform. Note that the film thickness of the insulating film (insulating film 12 or insulating film 16) after the CMP process in step S3 is larger than the height of the pattern layer (gate electrode 6 or wiring 15), and the insulating film subjected to the CMP process in step S3. The pattern layer (gate electrode 6 or wiring 15) is not exposed from (insulating film 12 or insulating film 16).

従って、本実施の形態(のステップS1,S2,S3の処理)および以下の実施の形態2(のステップS1,S2,S3,S4の処理)は、半導体ウエハ1の主面上にゲート電極または配線のようなパターン層を形成し、このパターン層を覆うように形成したためにパターン層を反映した凹凸形状が生じる絶縁膜に対して適用すれば、有効である。但し、ゲート電極を覆うように形成した層間絶縁膜である絶縁膜12に対して本実施の形態(のステップS1,S2,S3の処理)および以下の実施の形態2(のステップS1,S2,S3,S4の処理)を適用すれば、最も効果が大きく、その理由は、次のようなものである。   Therefore, in the present embodiment (the processes in steps S1, S2, and S3) and the following second embodiment (the processes in steps S1, S2, S3, and S4), the gate electrode or the It is effective when applied to an insulating film in which a concavo-convex shape reflecting the pattern layer is formed because a pattern layer such as wiring is formed and the pattern layer is covered. However, the present embodiment (the processing in steps S1, S2, and S3) and the following second embodiment (in steps S1, S2, and S2) are applied to the insulating film 12 that is an interlayer insulating film formed so as to cover the gate electrode. If the processing of S3 and S4) is applied, the effect is the greatest, and the reason is as follows.

半導体ウエハ1の主面上にパターン層(例えばゲート電極または配線)を形成し、このパターン層を覆うように形成した絶縁膜をCMP処理で平坦化した場合、絶縁膜の膜厚分布が不均一であると、例えば上記図13のように半導体ウエハ1の主面の周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて周辺部1Aで絶縁膜が薄くなってしまうと、絶縁膜が薄くなった領域で、下地のパターン層が露出してしまう可能性がある。パターン層が導体パターンであれば、露出したパターン層が電気的なショートを招く可能性がある。本実施の形態および以下の実施の形態2では、絶縁膜の膜厚分布を均一化できるため、絶縁膜からパターン層が露出するのを防止でき、露出したパターン層が電気的なショートを招くのを防止できる。このため、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。この効果は、パターン層が配線の場合も、ゲート電極の場合も、得ることができる。   When a pattern layer (for example, a gate electrode or a wiring) is formed on the main surface of the semiconductor wafer 1 and the insulating film formed so as to cover the pattern layer is planarized by CMP processing, the film thickness distribution of the insulating film is not uniform. If, for example, as shown in FIG. 13, the insulating film becomes thinner in the peripheral portion 1A than in the region other than the peripheral portion (central portion 1B) of the main surface of the semiconductor wafer 1, the insulating film becomes thin. The underlying pattern layer may be exposed in the region. If the pattern layer is a conductor pattern, the exposed pattern layer may cause an electrical short. In this embodiment and the following second embodiment, since the film thickness distribution of the insulating film can be made uniform, it is possible to prevent the pattern layer from being exposed from the insulating film, and the exposed pattern layer causes an electrical short circuit. Can be prevented. For this reason, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved. This effect can be obtained regardless of whether the pattern layer is a wiring or a gate electrode.

一方、半導体ウエハ1の主面上にゲート電極6を形成し、ゲート電極6を覆うように形成した絶縁膜12をCMP処理で平坦化した場合、絶縁膜12の膜厚分布が不均一であると、例えば上記図13のように半導体ウエハ1の主面の周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて周辺部1Aで絶縁膜12が薄くなってしまうと、絶縁膜12にコンタクトホール13を形成する際に、オーバーエッチングによるダメージが生じる可能性がある。すなわち、絶縁膜12の膜厚分布が不均一であると、絶縁膜12の厚みが厚い領域でもコンタクトホール13を開口できるようにコンタクトホール13形成のためのエッチングを行う必要があるため、絶縁膜12の厚みが薄い領域(周辺部1A)において、コンタクトホール13形成時にコンタクトホール13の底部でオーバーエッチングが生じて基板領域(n型半導体領域9)がダメージを受ける可能性がある。これは、MISFETQNのゲート特性などに影響を与える可能性がある。また、コンタクトホール13開口時に絶縁膜11をエッチングストッパ膜として用いたとしても、絶縁膜12の膜厚分布の不均一性が高いと(絶縁膜12の最大膜厚の部分と最小膜厚の部分との膜厚差が大きいと)、絶縁膜12の厚みが薄い領域(周辺部1A)において、コンタクトホール13の底部でオーバーエッチングにより基板領域がダメージを受けるのを十分には防げない。本実施の形態および以下の実施の形態2では、絶縁膜12の膜厚分布を均一化できるため、絶縁膜12にコンタクトホール13を形成する際のオーバーエッチングを抑制でき、半導体装置の性能や信頼性を向上させることができる。この効果は、半導体ウエハ1の主面上にパターン層としてゲート電極を形成し、ゲート電極を覆うように形成した層間絶縁膜(ここでは絶縁膜12)に、本実施の形態(ステップS1,S2,S3の処理)および以下の実施の形態2(ステップS1,S2,S3,S4の処理)を適用した場合に、得ることができる。従って、ゲート電極を覆うように形成した層間絶縁膜(ここでは絶縁膜12)に対して本実施の形態(ステップS1,S2,S3の処理)および以下の実施の形態2(ステップS1,S2,S3,S4の処理)を適用すれば、最も効果が大きい。 On the other hand, when the gate electrode 6 is formed on the main surface of the semiconductor wafer 1 and the insulating film 12 formed so as to cover the gate electrode 6 is flattened by CMP, the film thickness distribution of the insulating film 12 is not uniform. For example, as shown in FIG. 13, when the insulating film 12 becomes thinner in the peripheral portion 1 </ b> A than the region (central portion 1 </ b> B) other than the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer 1, the contact hole 13 is formed in the insulating film 12. When forming, there is a possibility that damage due to over-etching occurs. That is, if the film thickness distribution of the insulating film 12 is not uniform, it is necessary to perform etching for forming the contact hole 13 so that the contact hole 13 can be opened even in a region where the insulating film 12 is thick. In the thin region 12 (peripheral portion 1A), over-etching may occur at the bottom of the contact hole 13 when the contact hole 13 is formed, and the substrate region (n + type semiconductor region 9) may be damaged. This may affect the gate characteristics of the MISFET QN. Even if the insulating film 11 is used as an etching stopper film when the contact hole 13 is opened, if the non-uniformity of the film thickness distribution of the insulating film 12 is high (the maximum film thickness portion and the minimum film thickness portion of the insulating film 12). In the region where the thickness of the insulating film 12 is thin (peripheral portion 1A), the substrate region cannot be sufficiently prevented from being damaged by overetching at the bottom of the contact hole 13. In the present embodiment and the following second embodiment, since the film thickness distribution of the insulating film 12 can be made uniform, overetching when forming the contact hole 13 in the insulating film 12 can be suppressed, and the performance and reliability of the semiconductor device can be suppressed. Can be improved. This effect is obtained by forming a gate electrode as a pattern layer on the main surface of the semiconductor wafer 1 and applying this embodiment (steps S1 and S2) to an interlayer insulating film (here, the insulating film 12) formed so as to cover the gate electrode. , S3) and the following second embodiment (processing of steps S1, S2, S3, S4) can be obtained. Therefore, the present embodiment (steps S1, S2, and S3) and the following second embodiment (steps S1, S2, and S3) are applied to the interlayer insulating film (here, the insulating film 12) formed to cover the gate electrode. If the processing of S3 and S4) is applied, the effect is the greatest.

(実施の形態2)
図27は、本実施の形態の半導体装置の製造工程の一部を示すプロセスフロー図であり、上記実施の形態1の図15に対応するものである。
(Embodiment 2)
FIG. 27 is a process flow diagram showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment, and corresponds to FIG. 15 of the first embodiment.

本実施の形態の半導体装置の製造工程は、上記実施の形態1と同様にステップS1,S2,S3を行った後に、ステップS4で、半導体ウエハ1の主面上における絶縁膜12の膜厚分布を補正する処理(ウェットエッチング処理)を行うものである。ステップS4の後に、上記コンタクトホール13の形成工程が行われる。本実施の形態では、ステップS3の後にステップS4で絶縁膜12の膜厚分布を補正することで、ステップS3の絶縁膜12のCMP処理を行った段階で絶縁膜12の膜厚分布に不均一さが残っていても、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を均一にすることができる。   In the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment, after performing steps S1, S2, and S3 as in the first embodiment, in step S4, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 is performed. To correct the above (wet etching process). After step S4, the contact hole 13 is formed. In the present embodiment, the film thickness distribution of the insulating film 12 is corrected in step S4 after step S3, so that the film thickness distribution of the insulating film 12 is non-uniform when the CMP process of the insulating film 12 in step S3 is performed. Even if the thickness remains, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 can be made uniform.

本実施の形態においても、ステップS1,S2,S3は上記実施の形態1と同様であるので、ここではその説明は省略し、ステップS3の後に行うステップS4について説明する。   Also in the present embodiment, steps S1, S2, and S3 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted here, and step S4 performed after step S3 will be described.

図28および図29は、本実施の形態の半導体装置の製造工程中の要部断面図であり、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)1Aと半導体ウエハ1の主面1aの中央部1Bの要部断面図が示されている。なお、図28は、ステップS3で絶縁膜12をCMP処理した直後(すなわち上記図6に対応する工程段階)の要部断面図であり、上記実施の形態1の図18に相当するものである。また、図29は、ステップS3のCMP処理の後にステップS4の絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後(上記コンタクトホール13を形成する前)の要部断面図である。また、図28および図29でも、上記図16〜図18と同様、図面の簡略化のために、p型ウエル3、n型半導体領域7およびn型半導体領域9は、半導体ウエハ1に含めて図示し、かつ、サイドウォールスペーサ8、金属シリサイド層10および絶縁膜11の図示を省略している。 FIGS. 28 and 29 are cross-sectional views of the main part during the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment, and show the peripheral part (outer peripheral part) 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. The principal part sectional view of central part 1B is shown. FIG. 28 is a main-portion cross-sectional view immediately after the insulating film 12 is subjected to the CMP process in step S3 (that is, the process step corresponding to FIG. 6), and corresponds to FIG. 18 of the first embodiment. . FIG. 29 is a cross-sectional view of the main part immediately after the correction of the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S4 after the CMP process in step S3 (before the contact hole 13 is formed). 28 and 29, as in FIGS. 16 to 18, the p-type well 3, the n -type semiconductor region 7 and the n + -type semiconductor region 9 are formed on the semiconductor wafer 1 in order to simplify the drawing. In addition, illustration of the sidewall spacer 8, the metal silicide layer 10, and the insulating film 11 is omitted.

また、図30は、本実施の形態の半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を示すグラフであり、上記実施の形態1の図19に対応するものである。図30のグラフの横軸は、半導体ウエハ1の主面における中心(主面の中心)からの距離に対応し、図30のグラフの縦軸は絶縁膜12の膜厚に対応する。なお、図30のグラフには、ステップS1で絶縁膜12を堆積した直後における絶縁膜12の膜厚t1と、ステップS2で絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後における絶縁膜12の膜厚t2と、ステップS3で絶縁膜12をCMP処理した直後(図28の段階)における絶縁膜12の膜厚t3と、ステップS4で絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後(図29の段階)における絶縁膜12の膜厚t4とが示されている。ここで、上記実施の形態1で説明したように、膜厚t1は、ステップS1で絶縁膜12を堆積した直後(すなわちステップS1後でステップS2前)における絶縁膜12の膜厚(すなわち堆積膜厚)に対応する。また、膜厚t2は、ステップS2で絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後(すなわちステップS2後でステップS3前)における絶縁膜12の膜厚に対応する。また、膜厚t3は、ステップS3で絶縁膜12をCMP処理した直後(すなわちステップS3後でステップS4前)における絶縁膜12の膜厚に対応する。また、膜厚t4は、ステップS4で絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後(すなわちステップS4後)における絶縁膜12の膜厚に対応する。   FIG. 30 is a graph showing the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 in the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment, and corresponds to FIG. 19 of the first embodiment. It is. The horizontal axis of the graph of FIG. 30 corresponds to the distance from the center (the center of the main surface) on the main surface of the semiconductor wafer 1, and the vertical axis of the graph of FIG. In the graph of FIG. 30, the film thickness t1 of the insulating film 12 immediately after depositing the insulating film 12 in step S1 and the film thickness of the insulating film 12 immediately after correcting the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S2. The film thickness t2, the film thickness t3 of the insulating film 12 immediately after the CMP process of the insulating film 12 in step S3 (stage of FIG. 28), and the film thickness distribution of the insulating film 12 immediately after the correction in step S4 (FIG. 28). 29 shows the film thickness t4 of the insulating film 12. Here, as described in the first embodiment, the film thickness t1 is the film thickness (that is, the deposited film) of the insulating film 12 immediately after the insulating film 12 is deposited in Step S1 (that is, after Step S1 and before Step S2). Thickness). The film thickness t2 corresponds to the film thickness of the insulating film 12 immediately after the correction of the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S2 (that is, after step S2 and before step S3). The film thickness t3 corresponds to the film thickness of the insulating film 12 immediately after the CMP process of the insulating film 12 in step S3 (that is, after step S3 and before step S4). The film thickness t4 corresponds to the film thickness of the insulating film 12 immediately after the correction of the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S4 (that is, after step S4).

上記実施の形態1では、ステップS1で絶縁膜12を形成した後、ステップS3でのCMP処理の研磨量の不均一さを考慮して、ステップS2で予め絶縁膜12の膜厚分布を補正してから、ステップS3のCMP処理を行う。このため、ステップS2を行わない場合に比べて、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚分布(半導体ウエハ1の主面における膜厚分布)を均一にすることができる。   In the first embodiment, after the insulating film 12 is formed in step S1, the thickness distribution of the insulating film 12 is corrected in advance in step S2 in consideration of the non-uniformity of the polishing amount in the CMP process in step S3. Then, the CMP process in step S3 is performed. For this reason, compared with the case where step S2 is not performed, the film thickness distribution (film thickness distribution on the main surface of the semiconductor wafer 1) of the insulating film 12 after the CMP process of step S3 can be made uniform.

しかしながら、ステップS3のCMP処理後に半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)を測定するなどして、絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)の均一さがまだ十分ではないと判断した場合などには、更にステップS4の絶縁膜12の膜厚分布の補正を行うことで、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布の均一性を更に向上させることができる。   However, the film thickness distribution of the insulating film 12 (distribution of the film thickness t3) is measured by measuring the film thickness distribution (distribution of the film thickness t3) of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 after the CMP process in step S3. If it is determined that the uniformity is still not sufficient, the film thickness distribution of the insulating film 12 is further corrected in step S4, so that the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 is uniform. The property can be further improved.

すなわち、図28および図30に示されるように、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aと、周辺部以外の領域(中央部1B)とで、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が異なってしまう場合がある。もちろん、ステップS2を行わなかった場合(上記比較例の図13の場合)に比べると、ステップS2を行った方が、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aと、周辺部以外の領域(中央部1B)との絶縁膜12の膜厚t3の差は小さくなっている。それでも製造工程条件の変動などにより、図28および図30に示されるように、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aと、周辺部以外の領域(中央部1B)とで、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3に差が生じてしまう場合がある。   That is, as shown in FIGS. 28 and 30, the insulating film 12 after the CMP process in step S3 is performed in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the region other than the peripheral portion (central portion 1B). The film thickness t3 may be different. Of course, compared with the case where step S2 is not performed (in the case of FIG. 13 of the above comparative example), the step S2 is performed when the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the region other than the peripheral portion ( The difference in the film thickness t3 of the insulating film 12 from the central part 1B) is small. Still, as shown in FIGS. 28 and 30, due to variations in manufacturing process conditions, the CMP in step S3 takes place in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the region other than the peripheral portion (central portion 1B). There may be a difference in the film thickness t3 of the insulating film 12 after processing.

そこで、本実施の形態では、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚分布の不均一さを考慮して、ステップS4においてエッチングにより半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を補正し、それによって、ステップS4後の半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を、より均一化させる。   Therefore, in the present embodiment, considering the non-uniformity of the film thickness distribution of the insulating film 12 after the CMP process in step S3, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 is etched in step S4. Thus, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 after step S4 is made more uniform.

すなわち、ステップS4を行うことにより、ステップS4を行う前(但しステップS3後)に比べて、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでの絶縁膜12の膜厚と、半導体ウエハ1の主面の周辺部1A以外の領域(中央部1B)での絶縁膜12の膜厚との差が小さくなるのである。換言すれば、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aと周辺部以外の領域(中央部1B)での絶縁膜12の膜厚差(上記膜厚差td1に相当するもの)が、ステップS4を行う前よりも、ステップS4を行った後のほうが小さくなるのである。   That is, by performing Step S4, the film thickness of the insulating film 12 in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 and the main surface of the semiconductor wafer 1 are compared with those before performing Step S4 (but after Step S3). Thus, the difference from the thickness of the insulating film 12 in the region other than the peripheral portion 1A (central portion 1B) becomes small. In other words, the film thickness difference (corresponding to the film thickness difference td1) between the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the region (central portion 1B) other than the peripheral portion is the step S4. This is smaller after step S4 than before.

これを実現するためには、図30のグラフからも分かるように、半導体ウエハ1の主面において、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が薄い領域よりも、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が厚い領域で、ステップS4での絶縁膜12のエッチング量が多くなるように、ステップS4で絶縁膜12をエッチング(ウェットエッチング)する。そのためには、半導体ウエハ1の主面において、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が薄い領域よりも、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が厚い領域で、ステップS4での絶縁膜12のエッチング時間が長くなるように、ステップS4で絶縁膜12をエッチング(ウェットエッチング)すればよい。   In order to realize this, as can be seen from the graph of FIG. 30, the CMP in step S3 is performed on the main surface of the semiconductor wafer 1 in comparison with the region where the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 is smaller. In step S4, the insulating film 12 is etched (wet etching) so that the etching amount of the insulating film 12 in step S4 is increased in the region where the film thickness t3 of the insulating film 12 after processing is thick. For this purpose, in the main surface of the semiconductor wafer 1, in a region where the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 is thicker than the area where the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 is thin. The insulating film 12 may be etched (wet etching) in step S4 so that the etching time of the insulating film 12 in step S4 becomes longer.

例えば、図28では、ステップS3のCMP処理後(ステップS4前)の段階で、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでは絶縁膜12の膜厚t3が薄く、周辺部以外の領域(中央部1B)では絶縁膜12の膜厚t3が、それよりも厚くなっている。この場合には、絶縁膜12の膜厚t3が薄い領域である半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでのエッチング量よりも、絶縁膜12の膜厚t3が厚い領域である半導体ウエハ1の主面の中央部1Bでのエッチング量が大きくなるように、ステップS4で絶縁膜12をエッチング(ウェットエッチング)する。これにより、図29に示されるように、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aと周辺部以外の領域(中央部1B)とで、絶縁膜12の膜厚t4をほぼ同じにすることができる。   For example, in FIG. 28, after the CMP process in step S3 (before step S4), the thickness t3 of the insulating film 12 is thin in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1, and the region other than the peripheral portion (the central portion) In 1B), the film thickness t3 of the insulating film 12 is thicker than that. In this case, the semiconductor wafer 1 where the film thickness t3 of the insulating film 12 is thicker than the etching amount at the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 where the film thickness t3 of the insulating film 12 is thin. In step S4, the insulating film 12 is etched (wet etching) so that the etching amount at the central portion 1B of the main surface is increased. Thereby, as shown in FIG. 29, the film thickness t4 of the insulating film 12 can be made substantially the same in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 and the region other than the peripheral portion (central portion 1B). .

このように、上記ステップS2は、ステップS3のCMP処理の研磨量の不均一さを考慮して、あえて絶縁膜12のエッチング後の膜厚分布(膜厚t2の分布)を不均一にする処理であったのに対して、ステップS4は、絶縁膜12のエッチング後の膜厚分布(膜厚t4の分布)を均一にする処理である。   As described above, in step S2, the non-uniformity in the polishing amount of the CMP process in step S3 is taken into consideration, and the thickness distribution (distribution of the thickness t2) after etching of the insulating film 12 is intentionally made nonuniform. In contrast, step S4 is a process for making the film thickness distribution (distribution of the film thickness t4) after the etching of the insulating film 12 uniform.

本実施の形態では、ステップS3のCMP処理の後に、ステップS4を行うことで、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を、より均一化することができる。   In the present embodiment, by performing step S4 after the CMP process in step S3, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 can be made more uniform.

図28および図30に示されるように、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が薄くなっている場合には、ステップS4は、上記実施の形態1のウェットエッチング装置31を用いて行うことができる。この場合のステップS4の具体的な手順について説明する。   28 and 30, the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is thicker than the region (central portion 1B) other than the peripheral portion, and the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3. If the thickness is thin, step S4 can be performed using the wet etching apparatus 31 of the first embodiment. A specific procedure of step S4 in this case will be described.

図28および図30に示されるように、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が薄くなっている場合には、ステップS4のエッチング量は、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、少なくなる(絶縁膜12のエッチング量が少なくなる)ようにする必要がある。すなわち、ステップS4のエッチング時間は、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、短くなる(絶縁膜12のエッチング時間が短くなる)ようにする必要がある。   28 and 30, the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is thicker than the region (central portion 1B) other than the peripheral portion, and the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3. Is thinner, the etching amount in step S4 is smaller in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 than in the region other than the peripheral portion (central portion 1B) (the insulating film 12). It is necessary to reduce the etching amount). That is, the etching time of step S4 is such that the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is shorter (the etching time of the insulating film 12 is shorter) than the region other than the peripheral portion (center portion 1B). It is necessary to.

このため、ステップS4では、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部にノズル34からエッチング液37を所定の時間供給してから、ノズル34からのエッチング液37の供給を停止し、その後、リンス液用ノズル36が停止した状態で、リンス液用ノズル36から、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部に所定の時間、リンス液35を供給する。停止したリンス液用ノズル36から、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部にリンス液35を供給した段階で、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでは、絶縁膜12のエッチングが停止されるが、周辺部1A以外の領域(中央部1B)では、絶縁膜12のエッチングが進行する。半導体ウエハ1の主面1aの周辺部へのリンス液用ノズル36からのリンス液35の供給を所定の時間継続した後、リンス液35を吐出するリンス液用ノズル36を、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置へ水平方向(回転ステージ32およびそこに保持された半導体ウエハ1の主面1aに平行な方向)に移動させる。すなわち、図23および図24の矢印39の方向にリンス液用ノズル36を移動させる。半導体ウエハ1の主面1aの中央部1Bでは、移動するリンス液用ノズル36からリンス液35が供給された段階で、絶縁膜12のエッチングが停止する。その後、半導体ウエハ1の主面1aの中央部上方に位置するノズル34から、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部にリンス液35を供給する。リンス処理の後、ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへのリンス液35の供給が終了し、半導体ウエハ1を高速回転させて半導体ウエハ1を乾燥させてから、半導体ウエハ1の回転を停止させ、半導体ウエハ1を次の工程(コンタクトホール13形成工程)に送るか、あるいはその前に一旦、収容ケースなどに収容する。   For this reason, in step S4, after supplying the etching solution 37 from the nozzle 34 to the central portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 for a predetermined time, the supply of the etching solution 37 from the nozzle 34 is stopped, and then In a state where the rinsing liquid nozzle 36 is stopped, the rinsing liquid 35 is supplied from the rinsing liquid nozzle 36 to the peripheral portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 for a predetermined time. When the rinse liquid 35 is supplied from the stopped rinsing liquid nozzle 36 to the peripheral portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the etching of the insulating film 12 is stopped in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1. However, the etching of the insulating film 12 proceeds in a region other than the peripheral portion 1A (central portion 1B). After the supply of the rinsing liquid 35 from the rinsing liquid nozzle 36 to the peripheral portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is continued for a predetermined time, the rinsing liquid nozzle 36 that discharges the rinsing liquid 35 is rotated. From the position above the peripheral portion (outer peripheral portion) of the main surface 1a to the position above the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 in the horizontal direction (the rotary stage 32 and the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 held there) (In a direction parallel to). That is, the rinsing liquid nozzle 36 is moved in the direction of the arrow 39 in FIGS. In the central portion 1B of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the etching of the insulating film 12 is stopped when the rinsing liquid 35 is supplied from the moving rinsing liquid nozzle 36. Thereafter, a rinsing liquid 35 is supplied from the nozzle 34 located above the central portion of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 to the central portion of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1. After the rinsing process, the supply of the rinsing liquid 35 from the nozzle 34 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is completed, the semiconductor wafer 1 is rotated at high speed to dry the semiconductor wafer 1, and then the rotation of the semiconductor wafer 1 is stopped. Then, the semiconductor wafer 1 is sent to the next process (contact hole 13 forming process) or is temporarily accommodated in an accommodating case or the like before that.

このようにして、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでのエッチング時間を、周辺部1A以外の領域(中央部1B)でのエッチング時間よりも短くすることができる。従って、図30のグラフのように、ステップS4において、絶縁膜12の膜厚t3が薄い領域である半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでのエッチング量(絶縁膜12のエッチング量)よりも、絶縁膜12の膜厚t3が厚い領域である半導体ウエハ1の主面の中央部1Bでのエッチング量(絶縁膜12のエッチング量)を大きくすることができる。これにより、図29および図30に示されるように、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aと周辺部以外の領域(中央部1B)とで、絶縁膜12の膜厚t4をほぼ同じにすることができ、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を、より均一にすることができる。   In this way, the etching time in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 can be made shorter than the etching time in the region (central portion 1B) other than the peripheral portion 1A. Therefore, as shown in the graph of FIG. 30, in step S4, the etching amount in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 in which the film thickness t3 of the insulating film 12 is thin (etching amount of the insulating film 12). The etching amount (etching amount of the insulating film 12) at the central portion 1B of the main surface of the semiconductor wafer 1, which is a region where the film thickness t3 of the insulating film 12 is thick, can be increased. Thereby, as shown in FIGS. 29 and 30, the film thickness t4 of the insulating film 12 is made substantially the same in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 and the region other than the peripheral portion (central portion 1B). The film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 can be made more uniform.

図28〜図30は、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が薄くなっている場合を示していた。それに対して、図31〜図33は、それぞれ図28〜図30に対応するものであるが、図31〜図33には、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が厚くなっている場合を示してある。   28 to 30, in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1, the thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 is thinner than the region other than the peripheral portion (central portion 1B). Showed the case. On the other hand, FIGS. 31 to 33 correspond to FIGS. 28 to 30, respectively. In FIGS. 31 to 33, the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is a region other than the peripheral portion. The case where the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process of step S3 is thicker than (center part 1B) is shown.

図31および図32は、本実施の形態の半導体装置の製造工程中の要部断面図であり、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)1Aと半導体ウエハの主面1aの中央部1Bの要部断面図が示されている。なお、図31は、上記図28と同様、ステップS3で絶縁膜12をCMP処理した直後(すなわち上記図6に対応する工程段階)の要部断面図であり、図32は、上記図29と同様、ステップS3のCMP処理の後にステップS4の絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後(上記コンタクトホール13を形成する前)の要部断面図である。また、図33は、本実施の形態の半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を示すグラフであり、図33のグラフの横軸は、半導体ウエハ1の主面における中心(主面の中心)からの距離に対応し、図33のグラフの縦軸は絶縁膜12の膜厚に対応する。なお、図33のグラフには、図30のグラフと同様、ステップS1で堆積した直後における絶縁膜12の膜厚t1と、ステップS2で絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後における絶縁膜12の膜厚t2と、ステップS3で絶縁膜12をCMP処理した直後(図31の段階)における絶縁膜12の膜厚t3と、ステップS4で絶縁膜12の膜厚分布の補正を行った直後(図32の段階)における絶縁膜12の膜厚t4とが示されている。   FIG. 31 and FIG. 32 are cross-sectional views of the main part during the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment, the peripheral portion (outer peripheral portion) 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 and the center of the main surface 1a of the semiconductor wafer. The principal part sectional drawing of the part 1B is shown. FIG. 31 is a cross-sectional view of the main part immediately after the CMP process of the insulating film 12 in step S3 (that is, the process step corresponding to FIG. 6), as in FIG. 28. FIG. 32 is the same as FIG. Similarly, it is a cross-sectional view of the main part immediately after the correction of the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S4 (before the formation of the contact hole 13) after the CMP process in step S3. FIG. 33 is a graph showing the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 in the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment. The horizontal axis of the graph of FIG. 33 corresponds to the distance from the center of the main surface (center of the main surface), and the vertical axis of the graph of FIG. 33 corresponds to the film thickness of the insulating film 12. In the graph of FIG. 33, as in the graph of FIG. 30, the film thickness t1 of the insulating film 12 immediately after deposition in step S1 and the insulating film immediately after correcting the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S2. The film thickness t2 of the film 12, the film thickness t3 of the insulating film 12 immediately after the CMP process of the insulating film 12 in step S3 (stage of FIG. 31), and the film thickness distribution of the insulating film 12 were corrected in step S4. The film thickness t4 of the insulating film 12 immediately after (step of FIG. 32) is shown.

図31および図33に示されるように、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が厚くなっている場合のステップS4の具体的な手順について、図34を参照して説明する。図34は、ステップS4の処理(半導体ウエハ1の主面上に堆積した絶縁膜12の膜厚分布を補正する処理)の説明図であり、上記図23に対応するものである。   As shown in FIGS. 31 and 33, the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is thicker than the region (central portion 1B) other than the peripheral portion, and the film thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3. A specific procedure in step S4 when the thickness is increased will be described with reference to FIG. FIG. 34 is an explanatory diagram of the processing in step S4 (processing for correcting the film thickness distribution of the insulating film 12 deposited on the main surface of the semiconductor wafer 1), and corresponds to FIG.

半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が厚くなっている場合には、図34に示されるような枚葉式のウェットエッチング装置31aを用いて絶縁膜12の一部(上層部分)をウェットエッチングすることにより、ステップS4の絶縁膜12の膜厚分布を補正する処理を行うことができる。   When the thickness t3 of the insulating film 12 after the CMP process in step S3 is thicker in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 than in the region other than the peripheral portion (central portion 1B), FIG. A process of correcting the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S4 is performed by wet etching a part (upper layer part) of the insulating film 12 using a single wafer type wet etching apparatus 31a as shown in FIG. Can do.

ウェットエッチング装置31aの構成について、上記ウェットエッチング装置31と異なる点について説明する。ウェットエッチング装置31においては、ノズル34は、エッチング液用とリンス液用とを兼用したノズルであり、ノズル34からエッチング液37またはリンス液35を半導体ウエハ1の主面1aに向かって吐出できるように構成されていた。一方、ウェットエッチング装置31aにおいては、ノズル34はリンス液用のノズルであり、ノズル34からリンス液35を半導体ウエハ1の主面1aに向かって吐出(噴出)し、半導体ウエハ1の主面1aにリンス液35を供給できるように構成されている。   Regarding the configuration of the wet etching apparatus 31a, differences from the wet etching apparatus 31 will be described. In the wet etching apparatus 31, the nozzle 34 is a nozzle that serves both as an etching solution and a rinsing solution, so that the etching solution 37 or the rinsing solution 35 can be discharged from the nozzle 34 toward the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. Was configured. On the other hand, in the wet etching apparatus 31 a, the nozzle 34 is a nozzle for rinsing liquid, and the rinsing liquid 35 is discharged (spouted) from the nozzle 34 toward the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, and the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. It is comprised so that the rinse liquid 35 can be supplied.

また、ウェットエッチング装置31aにおいては、リンス液用ノズル36の代わりに、エッチング液用ノズル(エッチング液供給部、エッチング液供給手段)36aが、回転ステージ32の上方に配置され、エッチング液用ノズル36aからエッチング液37を半導体ウエハ1の主面1aに向かって吐出(噴出、供給)し、半導体ウエハ1の主面1aにエッチング液37を供給できるように構成されている。エッチング液用ノズル36aの構成は、吐出するのがリンス液35ではなくエッチング液37であること以外は、リンス液用ノズル36の構成とほぼ同様である。ウェットエッチング装置31aの他の構成は、上記ウェットエッチング装置31とほぼ同様であるので、ここではその説明は省略する。   In the wet etching apparatus 31a, instead of the rinsing liquid nozzle 36, an etching liquid nozzle (etching liquid supply unit, etching liquid supply means) 36a is arranged above the rotary stage 32, and the etching liquid nozzle 36a. Then, the etching solution 37 is discharged (sprayed and supplied) toward the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 so that the etching solution 37 can be supplied to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. The configuration of the etching liquid nozzle 36a is substantially the same as the configuration of the rinsing liquid nozzle 36, except that the etching liquid 37 is discharged instead of the rinsing liquid 35. Since the other structure of the wet etching apparatus 31a is substantially the same as the wet etching apparatus 31, the description thereof is omitted here.

図31および図33に示されるように、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)よりも、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚t3が厚くなっている場合には、ステップS4のエッチング量は、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、多くなる(絶縁膜12のエッチング量が多くなる)ようにする必要がある。すなわち、ステップS4のエッチング時間は、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部1Aが、周辺部以外の領域(中央部1B)に比べて、長くなる(絶縁膜12のエッチング時間が長くなる)ようにする必要がある。   As shown in FIGS. 31 and 33, the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 is thicker than the region (central portion 1B) other than the peripheral portion. Is thicker, the etching amount in step S4 is larger in the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 than in the region other than the peripheral portion (central portion 1B) (the insulating film 12 It is necessary to increase the etching amount). That is, the etching time of step S4 is such that the peripheral portion 1A of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is longer (the etching time of the insulating film 12 is longer) than the region other than the peripheral portion (central portion 1B). It is necessary to.

このため、ステップS4では、図33に示されるように、エッチング液用ノズル36aが停止した状態で、エッチング液用ノズル36aから、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部に所定の時間、エッチング液37を供給する。停止したエッチング液用ノズル36aから、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部にエッチング液37を供給した段階で、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでは、絶縁膜12のエッチングが開始されるが、周辺部1A以外の領域(中央部1B)では、エッチング液37に触れないので、絶縁膜12はエッチングされない。半導体ウエハ1の主面1aの周辺部へのエッチング液用ノズル36aからのエッチング液37の供給を所定の時間継続した後、エッチング液37を吐出するエッチング液用ノズル36aを、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置へ水平方向(回転ステージ32およびそこに保持された半導体ウエハ1の主面1aに平行な方向)に移動させる。すなわち、図34の矢印39の方向にエッチング液用ノズル36aを移動させる。半導体ウエハ1の主面1aの中央部1Bでは、移動するエッチング液用ノズル36aからエッチング液37が供給された段階で、絶縁膜12のエッチングが開始される。   For this reason, in step S4, as shown in FIG. 33, the etching solution nozzle 36a is stopped and the etching solution nozzle 36a is moved from the etching solution nozzle 36a to the periphery of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 for a predetermined time. An etching solution 37 is supplied. The etching of the insulating film 12 is started in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 when the etching solution 37 is supplied from the stopped etching solution nozzle 36a to the peripheral portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. However, in the region other than the peripheral portion 1A (central portion 1B), the insulating film 12 is not etched because the etching solution 37 is not touched. After the supply of the etching solution 37 from the etching solution nozzle 36a to the peripheral portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is continued for a predetermined time, the semiconductor wafer 1 rotating the etching solution nozzle 36a for discharging the etching solution 37 is used. From the position above the peripheral portion (outer peripheral portion) of the main surface 1a to the position above the central portion of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 in the horizontal direction (the rotary stage 32 and the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 held there) (In a direction parallel to). That is, the etching solution nozzle 36a is moved in the direction of the arrow 39 in FIG. In the central portion 1B of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the etching of the insulating film 12 is started when the etching solution 37 is supplied from the moving etching solution nozzle 36a.

エッチング液用ノズル36aが、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置に到達し、エッチング液用ノズル36aから半導体ウエハ1の主面1aへエッチング液37が供給される位置が、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部から半導体ウエハ1の主面1aの中心部まで移動した後、エッチング液用ノズル36aから半導体ウエハ1の主面1aへのエッチング液37の供給を停止する。その後、半導体ウエハ1の主面1aの中央部上方に位置するノズル34から、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部にリンス液35を供給する。ノズル34から供給されたリンス液35は、半導体ウエハ1の回転により半導体ウエハ1の主面1aの全面に行き渡り、半導体ウエハ1の主面1aの全面で絶縁膜12のエッチングが停止する。ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへリンス液35を供給する際には、エッチング液用ノズル36aが、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方に位置していると、エッチング液用ノズル36aが邪魔になる可能性がある。このため、エッチング液用ノズル36aからのエッチング液37の供給を停止した後、エッチング液用ノズル36aを、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置から周辺部(外周部)側に速やかに移動させてから、ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへのリンス液35の供給を開始すれば、より好ましい。   The position where the etching liquid nozzle 36a reaches a position above the central portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 and the etching liquid 37 is supplied from the etching liquid nozzle 36a to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is located. After moving from the periphery of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 to the center of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the supply of the etching solution 37 from the etching solution nozzle 36a to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is stopped. . Thereafter, a rinsing liquid 35 is supplied from the nozzle 34 located above the central portion of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 to the central portion of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1. The rinse liquid 35 supplied from the nozzle 34 spreads over the entire main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 by the rotation of the semiconductor wafer 1, and the etching of the insulating film 12 stops on the entire main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. When supplying the rinsing liquid 35 from the nozzle 34 to the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1, the etching liquid nozzle 36 a is etched above the central portion of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1. The liquid nozzle 36a may get in the way. Therefore, after the supply of the etching solution 37 from the etching solution nozzle 36a is stopped, the etching solution nozzle 36a is moved from the position above the central portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1 to the peripheral portion (outer peripheral portion). It is more preferable if the supply of the rinsing liquid 35 from the nozzle 34 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is started after being quickly moved to the side.

リンス処理の後、ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへのリンス液35の供給が終了し、半導体ウエハ1を高速回転させて半導体ウエハ1を乾燥させてから、半導体ウエハ1の回転を停止させ、半導体ウエハ1を次の工程(コンタクトホール13形成工程)に送るか、あるいはその前に一旦、収容ケースなどに収容する。   After the rinsing process, the supply of the rinsing liquid 35 from the nozzle 34 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is completed, the semiconductor wafer 1 is rotated at high speed to dry the semiconductor wafer 1, and then the rotation of the semiconductor wafer 1 is stopped. Then, the semiconductor wafer 1 is sent to the next process (contact hole 13 forming process) or is temporarily accommodated in an accommodating case or the like before that.

このようにして、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでのエッチング時間を、周辺部1A以外の領域(中央部1B)でのエッチング時間よりも長くすることができる。従って、図33のグラフのように、ステップS4において、絶縁膜12の膜厚t3が厚い領域である半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでのエッチング量(絶縁膜12のエッチング量)を、絶縁膜12の膜厚t3が薄い領域である半導体ウエハ1の主面の中央部1Bでのエッチング量(絶縁膜12のエッチング量)よりも大きくすることができる。これにより、図32および図33に示されるように、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aと周辺部以外の領域(中央部1B)とで、絶縁膜12の膜厚t4をほぼ同じにすることができ、半導体ウエハ1の主面における絶縁膜12の膜厚分布を、より均一にすることができる。   In this way, the etching time in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 can be made longer than the etching time in the region (central portion 1B) other than the peripheral portion 1A. Therefore, as shown in the graph of FIG. 33, in step S4, the etching amount (the etching amount of the insulating film 12) in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 which is the region where the film thickness t3 of the insulating film 12 is thick is It can be made larger than the etching amount (the etching amount of the insulating film 12) at the central portion 1B of the main surface of the semiconductor wafer 1 where the film thickness t3 of the insulating film 12 is thin. Thereby, as shown in FIGS. 32 and 33, the film thickness t4 of the insulating film 12 is made substantially the same in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1 and the region other than the peripheral portion (central portion 1B). Thus, the film thickness distribution of the insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 1 can be made more uniform.

また、CMP処理の後にウェットエッチングを行うと、CMP処理で生じたスクラッチを起点としてエッチングが等方的に拡がって窪みが生じてしまう可能性がある。しかしながら、本実施の形態では、ステップS3のCMP処理の前にステップS2で絶縁膜12の膜厚分布を補正することで、ステップS3のCMP処理の直後の絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)を、ステップS2を行わない場合に比べて均一にしている。このため、ステップS2を行わない場合に比べて、本実施の形態のようにステップS2を行った場合には、ステップS3のCMP処理の直後の絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)の均一性が高い分、ステップS4でのエッチング量を少なくすることができる。これは、不均一な絶縁膜の膜厚分布をエッチングで均一にするためには、その絶縁膜の最大膜厚の部分と最小膜厚の部分との膜厚差以上のエッチング量が必要になるため、ステップS3のCMP処理の直後の絶縁膜12の膜厚分布(膜厚t3の分布)の均一性が高ければ、ステップS4での絶縁膜12のエッチング量を少なくすることができるためである。例えば、上記比較例の図14の場合には、CMP処理後にウェットエッチングで絶縁膜12の膜厚分布を均一にするためには、150nm程度以上のエッチング量が必要となるのに対して、本実施の形態の図30および図33の場合には、ステップS4のウェットエッチングで絶縁膜12の膜厚分布を均一にするためには、50nm程度以下のエッチング量ですむ。   In addition, when wet etching is performed after the CMP process, there is a possibility that the etching expands isotropically starting from scratches generated by the CMP process and a dent is generated. However, in this embodiment, the film thickness distribution (film thickness) of the insulating film 12 immediately after the CMP process in step S3 is corrected by correcting the film thickness distribution of the insulating film 12 in step S2 before the CMP process in step S3. The distribution of t3) is made uniform compared to the case where step S2 is not performed. For this reason, compared with the case where step S2 is not performed, when step S2 is performed as in the present embodiment, the film thickness distribution (distribution of film thickness t3) immediately after the CMP process of step S3. The amount of etching in step S4 can be reduced because of the higher uniformity of. This is because, in order to make the thickness distribution of the non-uniform insulating film uniform by etching, an etching amount greater than the difference in thickness between the maximum thickness portion and the minimum thickness portion of the insulating film is required. Therefore, if the uniformity of the film thickness distribution (distribution of film thickness t3) of the insulating film 12 immediately after the CMP process in step S3 is high, the etching amount of the insulating film 12 in step S4 can be reduced. . For example, in the case of FIG. 14 of the comparative example, an etching amount of about 150 nm or more is required to make the film thickness distribution of the insulating film 12 uniform by wet etching after the CMP process. In the case of FIGS. 30 and 33 of the embodiment, an etching amount of about 50 nm or less is required in order to make the film thickness distribution of the insulating film 12 uniform by the wet etching in step S4.

このため、本実施の形態では、ステップS3のCMP処理の前にステップS2を行っている分、ステップS4でウェットエッチングにより絶縁膜12の膜厚分布を均一にするために必要なエッチング量を低減できるため、CMP処理の後のウェットエッチング(ここではステップS4)において、CMP処理(ここではステップS3)で生じたスクラッチを起点としてエッチングが等方的に拡がるのを抑制することができる。従って、スクラッチが拡がって窪みが絶縁膜12の上面に生じるのを抑制または防止することができる。   For this reason, in this embodiment, the amount of etching necessary to make the film thickness distribution of the insulating film 12 uniform by wet etching in step S4 is reduced by performing step S2 before the CMP process in step S3. Therefore, in the wet etching after the CMP process (here, step S4), it is possible to suppress the isotropic expansion from the scratch generated in the CMP process (here, step S3). Therefore, it is possible to suppress or prevent the scratches from expanding and the depressions from being generated on the upper surface of the insulating film 12.

また、上記実施の形態1において上記ステップS2を行うのに、上記ウェットエッチング装置31の代わりに、図35に示されるようなウェットエッチング装置31bを用いることもでき、また、本実施の形態において上記ステップS4を行うのに、上記ウェットエッチング装置31,31aの代わりに、図35に示されるようなウェットエッチング装置31bを用いることもできる。図35は、ステップS2およびステップS4に使用できる他のウェットエッチング装置31bの説明図であり、上記図23や上記図34に対応するものである。   In addition, in order to perform the step S2 in the first embodiment, a wet etching apparatus 31b as shown in FIG. 35 can be used instead of the wet etching apparatus 31. In order to perform step S4, a wet etching apparatus 31b as shown in FIG. 35 can be used instead of the wet etching apparatuses 31 and 31a. FIG. 35 is an explanatory diagram of another wet etching apparatus 31b that can be used in step S2 and step S4, and corresponds to FIG. 23 and FIG.

図35に示されるウェットエッチング装置31bは、回転ステージ32とウエハチャック33とを有しており、回転ステージ32とウエハチャック33の構成および機能については、上記ウェットエッチング装置31,31aと同様であるので、ここではその説明は省略する。   A wet etching apparatus 31b shown in FIG. 35 includes a rotary stage 32 and a wafer chuck 33. The configurations and functions of the rotary stage 32 and the wafer chuck 33 are the same as those of the wet etching apparatuses 31 and 31a. Therefore, the description is omitted here.

上記ウェットエッチング装置31aと同様に、ウェットエッチング装置31bにおいても、ノズル34はリンス液用のノズルであり、ノズル34からリンス液35を半導体ウエハ1の主面1aに向かって吐出(噴出)し、半導体ウエハ1の主面1aにリンス液35を供給できるように構成されている。また、ウェットエッチング装置31bにおいては、上記ウェットエッチング装置31aと同様のエッチング液用ノズル36aが回転ステージ32の上方に配置され、エッチング液用ノズル36aからエッチング液37を半導体ウエハ1の主面1aに向かって吐出し、半導体ウエハ1の主面1aにエッチング液37を供給できるように構成されている。また、ウェットエッチング装置31bにおいては、更に、上記ウェットエッチング装置31と同様のリンス液用ノズル36が回転ステージ32の上方に配置され、リンス液用ノズル36からリンス液35を半導体ウエハ1の主面1aに向かって吐出し、半導体ウエハ1の主面1aにリンス液35を供給できるように構成されている。エッチング液用ノズル36aおよびリンス液用ノズル36は、それぞれ、回転ステージ32の上方において、半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置へ水平方向(回転ステージ32およびそこに保持された半導体ウエハ1の主面1aに平行な方向)に独立に移動可能に構成されている。また、エッチング液用ノズル36aとリンス液用ノズル36は、いずれも半導体ウエハ1の主面1a上を周辺部から中心部に移動するよう構成されているが、図35に示されるように、互いに異なる方向の周辺部から中心部に移動するようにしておくことが好ましい。   Similarly to the wet etching apparatus 31a, also in the wet etching apparatus 31b, the nozzle 34 is a nozzle for rinsing liquid, and the rinsing liquid 35 is discharged (spouted) from the nozzle 34 toward the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, The rinse liquid 35 can be supplied to the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. Further, in the wet etching apparatus 31b, an etching solution nozzle 36a similar to the wet etching apparatus 31a is disposed above the rotary stage 32, and the etching solution 37 is transferred from the etching solution nozzle 36a to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. The etching liquid 37 can be supplied to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 by being discharged toward the surface. Further, in the wet etching apparatus 31 b, a rinsing liquid nozzle 36 similar to the wet etching apparatus 31 is disposed above the rotary stage 32, and the rinsing liquid 35 is transferred from the rinsing liquid nozzle 36 to the main surface of the semiconductor wafer 1. The rinsing liquid 35 can be supplied to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 by discharging toward the main surface 1a. The etching liquid nozzle 36 a and the rinsing liquid nozzle 36 are respectively located above the rotary stage 32 and above the peripheral portion (outer peripheral portion) of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1 from the center of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. It is configured to be independently movable in a horizontal direction (a direction parallel to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 held on the rotary stage 32) to a position above the unit. Further, the etching solution nozzle 36a and the rinsing solution nozzle 36 are both configured to move from the peripheral portion to the central portion on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, but as shown in FIG. It is preferable to move from the peripheral part to the central part in different directions.

ウェットエッチング装置31bを用いて上記ステップS2,S4を行うには、次のようにすることができる。   The steps S2 and S4 can be performed using the wet etching apparatus 31b as follows.

図35に示されるように、エッチング液用ノズル36aから、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部にエッチング液37を供給する。この段階で、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでは、絶縁膜12のエッチングが開始されるが、中央部1Bでは、エッチング液37に触れないので絶縁膜12はエッチングされない。それから、エッチング液37を吐出するエッチング液用ノズル36aを、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置へ水平方向(回転ステージ32およびそこに保持された半導体ウエハ1の主面1aに平行な方向)に移動させる。すなわち、図35の矢印39の方向にエッチング液用ノズル36aを移動させる。半導体ウエハ1の主面1aの中央部1Bでは、移動するエッチング液用ノズル36aからエッチング液37が供給された段階で、絶縁膜12のエッチングが開始される。   As shown in FIG. 35, an etching solution 37 is supplied from the etching solution nozzle 36 a to the peripheral portion of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1. At this stage, etching of the insulating film 12 is started in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1, but the insulating film 12 is not etched in the central portion 1B because the etching solution 37 is not touched. Then, the etching solution nozzle 36 a that discharges the etching solution 37 is positioned above the peripheral portion (outer peripheral portion) of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1 and above the central portion of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. In the horizontal direction (direction parallel to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 held on the rotary stage 32). That is, the etching solution nozzle 36a is moved in the direction of the arrow 39 in FIG. In the central portion 1B of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the etching of the insulating film 12 is started when the etching solution 37 is supplied from the moving etching solution nozzle 36a.

エッチング液用ノズル36aが、半導体ウエハ1の主面1aにエッチング液37を供給しながらの移動を開始してから所定の時間経過した後、リンス液用ノズル36から、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部へのリンス液35の供給を開始する。この段階で、半導体ウエハ1の主面の周辺部1Aでは、絶縁膜12のエッチングが停止されるが、中央部1Bでは、リンス液35に触れないので絶縁膜12のエッチングは継続される。それから、リンス液35を吐出するリンス液用ノズル36を、回転する半導体ウエハ1の主面1aの周辺部(外周部)の上方の位置から半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置へ水平方向に移動させる。すなわち、図35の矢印39aの方向にリンス液用ノズル36を移動させる。半導体ウエハ1の主面1aの中央部1Bでは、移動するリンス液用ノズル36からリンス液35が供給された段階で、絶縁膜12のエッチングが停止する。   After a predetermined time elapses after the etching liquid nozzle 36a starts moving while supplying the etching liquid 37 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the main nozzle of the rotating semiconductor wafer 1 is transferred from the rinsing liquid nozzle 36. Supply of the rinsing liquid 35 to the peripheral portion of the surface 1a is started. At this stage, the etching of the insulating film 12 is stopped in the peripheral portion 1A of the main surface of the semiconductor wafer 1, but the etching of the insulating film 12 is continued in the central portion 1B because the rinsing liquid 35 is not touched. Then, the rinsing liquid nozzle 36 for discharging the rinsing liquid 35 is positioned above the peripheral portion (outer peripheral portion) of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1 and above the central portion of the main surface 1 a of the semiconductor wafer 1. To move horizontally. That is, the rinsing liquid nozzle 36 is moved in the direction of the arrow 39a in FIG. In the central portion 1B of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the etching of the insulating film 12 is stopped when the rinsing liquid 35 is supplied from the moving rinsing liquid nozzle 36.

エッチング液用ノズル36aが、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置に到達してから、エッチング液用ノズル36aから半導体ウエハ1の主面1aへのエッチング液37の供給を停止し、その後、リンス液用ノズル36が、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部の上方の位置に到達してから、リンス液用ノズル36から半導体ウエハ1の主面1aへのリンス液35の供給を停止する。その後、ノズル34から、回転する半導体ウエハ1の主面1aの中心部にリンス液35を供給する。リンス処理の後、ノズル34から半導体ウエハ1の主面1aへのリンス液35の供給が終了し、半導体ウエハ1を高速回転させて半導体ウエハ1を乾燥させてから、半導体ウエハ1の回転を停止させ、半導体ウエハ1を次の工程に送るか、あるいはその前に一旦、収容ケースなどに収容する。   After the etchant nozzle 36a reaches a position above the center of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1, the etchant 37 is supplied from the etchant nozzle 36a to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1. Then, after the rinsing liquid nozzle 36 reaches a position above the central portion of the main surface 1a of the rotating semiconductor wafer 1, the rinsing from the rinsing liquid nozzle 36 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is performed. The supply of the liquid 35 is stopped. Thereafter, a rinsing liquid 35 is supplied from the nozzle 34 to the central portion of the main surface 1 a of the rotating semiconductor wafer 1. After the rinsing process, the supply of the rinsing liquid 35 from the nozzle 34 to the main surface 1a of the semiconductor wafer 1 is finished, the semiconductor wafer 1 is rotated at high speed to dry the semiconductor wafer 1, and then the rotation of the semiconductor wafer 1 is stopped. Then, the semiconductor wafer 1 is sent to the next process or is temporarily accommodated in an accommodation case or the like before that.

図35に示されるウェットエッチング装置31bを用いた場合、半導体ウエハ1の主面1aの各位置では、エッチング液用ノズル36aから供給されるエッチング液37に触れて(接液して)から、リンス液用ノズル36から供給されるリンス液35が触れる(接液する)まで、絶縁膜12のエッチングが進行する。すなわち、半導体ウエハ1の主面の各位置のエッチング時間は、各位置上をエッチング液用ノズル36aが通過してから、各位置上をリンス液用ノズル36が通過するまでの時間に対応することになる。このため、エッチング液用ノズル36aの移動速度とリンス液用ノズル36の移動速度とを、半導体ウエハ1の主面の各位置で要求されるエッチング時間に応じて独立に制御することで、半導体ウエハ1の主面におけるエッチング量の分布を複雑な分布とすることもできる。例えば、ステップS3のCMP処理の研磨量の分布(半導体ウエハ1の主面1aにおける分布)が、上記図22のグラフよりも複雑な場合であっても、それに対応したステップS2のエッチング量の分布(半導体ウエハ1の主面1aにおける分布)を、ウェットエッチング装置31bを用いて実現できる。また、例えば、ステップS3のCMP処理後の絶縁膜12の膜厚分布(半導体ウエハ1の主面1aにおける膜厚t3の分布)が、上記図30や図33のグラフよりも複雑な場合であっても、それに対応したステップS4のエッチング量の分布(半導体ウエハ1の主面1aにおける分布)を、ウェットエッチング装置31bを用いて実現できる。   When the wet etching apparatus 31b shown in FIG. 35 is used, at each position of the main surface 1a of the semiconductor wafer 1, the etching liquid 37 supplied from the etching liquid nozzle 36a is touched (wetted) and then rinsed. Etching of the insulating film 12 proceeds until the rinsing liquid 35 supplied from the liquid nozzle 36 is touched (wetted). That is, the etching time at each position on the main surface of the semiconductor wafer 1 corresponds to the time from when the etching solution nozzle 36a passes over each position until the rinse solution nozzle 36 passes over each position. become. Therefore, by independently controlling the moving speed of the etching liquid nozzle 36 a and the moving speed of the rinsing liquid nozzle 36 according to the etching time required at each position on the main surface of the semiconductor wafer 1, the semiconductor wafer The distribution of the etching amount on one main surface can be a complicated distribution. For example, even if the distribution of the polishing amount (distribution on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1) in step S3 is more complicated than the graph of FIG. 22, the distribution of the etching amount in step S2 corresponding to the distribution shown in FIG. (Distribution on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1) can be realized using the wet etching apparatus 31b. Further, for example, the film thickness distribution of the insulating film 12 after CMP processing in step S3 (distribution of the film thickness t3 on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1) is more complicated than the graphs of FIG. 30 and FIG. However, the etching amount distribution (distribution on the main surface 1a of the semiconductor wafer 1) in step S4 corresponding thereto can be realized by using the wet etching apparatus 31b.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明は、半導体装置の製造技術に適用できる。   The present invention is applicable to semiconductor device manufacturing technology.

本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the semiconductor device which is one embodiment of this invention. 図1に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 1; 図2に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 2; 図3に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 3; 図4に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 4; 図5に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 5; FIG. 図6に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 7 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 6; 図7に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 7; 図8に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 9 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 8; 図9に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 10 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 9; 図10に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 11 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 10; 比較例の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the semiconductor device of a comparative example. 図13に続く比較例の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 14 is an essential part cross sectional view of the comparative semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 13; 比較例の半導体装置の製造工程において、半導体ウエハの主面における絶縁膜の膜厚分布を示すグラフである。7 is a graph showing a film thickness distribution of an insulating film on a main surface of a semiconductor wafer in a manufacturing process of a semiconductor device of a comparative example. 本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程の一部を示すプロセスフロー図である。It is a process flow figure showing a part of manufacturing process of a semiconductor device which is one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the semiconductor device which is one embodiment of this invention. 図16に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 17 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 16; 図17に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 18 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 17; 半導体ウエハの主面における絶縁膜の膜厚分布を示すグラフである。It is a graph which shows the film thickness distribution of the insulating film in the main surface of a semiconductor wafer. 半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を補正する処理での絶縁膜のエッチング量を示すグラフである。It is a graph which shows the etching amount of the insulating film in the process which correct | amends the film thickness distribution of the insulating film deposited on the main surface of a semiconductor wafer. 半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を補正する処理での絶縁膜のエッチング量を示すグラフである。It is a graph which shows the etching amount of the insulating film in the process which correct | amends the film thickness distribution of the insulating film deposited on the main surface of a semiconductor wafer. CMP処理での絶縁膜の研磨量を示すグラフである。It is a graph which shows the polish amount of the insulating film in CMP processing. 半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を補正する処理の説明図である。It is explanatory drawing of the process which correct | amends the film thickness distribution of the insulating film deposited on the main surface of a semiconductor wafer. 半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を補正する処理の説明図である。It is explanatory drawing of the process which correct | amends the film thickness distribution of the insulating film deposited on the main surface of a semiconductor wafer. リンス液用ノズルの移動位置(半導体ウエハの主面においてリンス液用ノズルからのリンス液が接液する位置)を示すグラフである。It is a graph which shows the movement position (position where the rinse liquid from the nozzle for rinse liquid contacts the main surface of a semiconductor wafer) of the rinse liquid nozzle. 半導体ウエハの主面の各位置での絶縁膜のエッチング時間を示すグラフである。It is a graph which shows the etching time of the insulating film in each position of the main surface of a semiconductor wafer. 本発明の他の実施の形態である半導体装置の製造工程の一部を示すプロセスフロー図である。It is a process flowchart which shows a part of manufacturing process of the semiconductor device which is other embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the semiconductor device which is other embodiment of this invention. 図28に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 29 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 28; 半導体ウエハの主面における絶縁膜の膜厚分布を示すグラフである。It is a graph which shows the film thickness distribution of the insulating film in the main surface of a semiconductor wafer. 本発明の他の実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the semiconductor device which is other embodiment of this invention. 図31に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 32 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 31; 半導体ウエハの主面における絶縁膜の膜厚分布を示すグラフである。It is a graph which shows the film thickness distribution of the insulating film in the main surface of a semiconductor wafer. 半導体ウエハの主面上に堆積した絶縁膜の膜厚分布を補正する処理の説明図である。It is explanatory drawing of the process which correct | amends the film thickness distribution of the insulating film deposited on the main surface of a semiconductor wafer. ウェットエッチング装置の説明図である。It is explanatory drawing of a wet etching apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体ウエハ
1a 主面
1A 周辺部
1B 中央部
2 素子分離領域
3 p型ウエル
4 ゲート絶縁膜
5 導電膜
6 ゲート電極
7 n型半導体領域
8 サイドウォールスペーサ
9 n型半導体領域
10 金属シリサイド層
11,12 絶縁膜
13 コンタクトホール
14 プラグ
14a 導電性バリア膜
14b 主導体膜
15 配線
15a チタン膜
15b 窒化チタン膜
15c アルミニウム膜
15d 窒化チタン膜
16 絶縁膜
17 スルーホール
18 プラグ
31,31a,31b ウェットエッチング装置
32 回転ステージ
33 ウエハチャック
34 ノズル
35 リンス液
36 リンス液用ノズル
36a エッチング液用ノズル
37 エッチング液
38 中心
39,39a 矢印
QN nチャネル型のMISFET
t1,t2,t3,t4 膜厚(厚み)
td1 膜厚差
Tm1,Tm2,Tm3,Tm4 時刻
Tm11,Tm12,Tm13,Tm14 時間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 1a Main surface 1A Peripheral part 1B Central part 2 Element isolation region 3 P-type well 4 Gate insulating film 5 Conductive film 6 Gate electrode 7 n type semiconductor region 8 Side wall spacer 9 n + type semiconductor region 10 Metal silicide layer 11, 12 Insulating film 13 Contact hole 14 Plug 14a Conductive barrier film 14b Main conductor film 15 Wiring 15a Titanium film 15b Titanium nitride film 15c Aluminum film 15d Titanium nitride film 16 Insulating film 17 Through hole 18 Plugs 31, 31a, 31b Wet etching Device 32 Rotating stage 33 Wafer chuck 34 Nozzle 35 Rinsing liquid 36 Rinsing liquid nozzle 36a Etching liquid nozzle 37 Etching liquid 38 Center 39, 39a Arrow QN n channel type MISFET
t1, t2, t3, t4 Film thickness (thickness)
td1 Film thickness difference Tm1, Tm2, Tm3, Tm4 Time Tm11, Tm12, Tm13, Tm14 Time

Claims (20)

(a)半導体ウエハを準備する工程、
(b)前記半導体ウエハの主面上にパターン層を形成する工程、
(c)前記半導体ウエハの前記主面上に、前記パターン層を覆うように、第1絶縁膜を形成する工程、
(d)前記(c)工程後、前記第1絶縁膜をエッチングして、前記半導体ウエハにおける前記第1絶縁膜の膜厚分布を補正する工程、
(e)前記(d)工程後、前記第1絶縁膜の上面をCMP処理する工程、
を有し、
前記(e)工程での前記半導体ウエハにおける前記第1絶縁膜の研磨量の分布に応じて、前記(d)工程で前記半導体ウエハにおける前記第1絶縁膜の膜厚分布を補正することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(A) a step of preparing a semiconductor wafer;
(B) forming a pattern layer on the main surface of the semiconductor wafer;
(C) forming a first insulating film on the main surface of the semiconductor wafer so as to cover the pattern layer;
(D) After the step (c), etching the first insulating film to correct the film thickness distribution of the first insulating film in the semiconductor wafer;
(E) a step of subjecting the upper surface of the first insulating film to a CMP process after the step (d);
Have
The film thickness distribution of the first insulating film in the semiconductor wafer is corrected in the step (d) according to the distribution of the polishing amount of the first insulating film in the semiconductor wafer in the step (e). A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面において、前記(e)工程での前記第1絶縁膜の研磨量が少ない領域よりも、前記(e)工程での前記第1絶縁膜の研磨量が多い領域で、前記第1絶縁膜の膜厚が厚くなるように、前記第1絶縁膜の膜厚分布を補正することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
In the step (d),
In the main surface of the semiconductor wafer, in a region where the polishing amount of the first insulating film in the step (e) is larger than a region where the polishing amount of the first insulating film in the step (e) is small, A method of manufacturing a semiconductor device, comprising correcting a film thickness distribution of the first insulating film so that the film thickness of the first insulating film is increased.
請求項2記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面において、前記(e)工程での前記第1絶縁膜の研磨量が少ない領域よりも、前記(e)工程での前記第1絶縁膜の研磨量が多い領域で、前記(d)工程でのエッチング量が少なくなるように、前記第1絶縁膜をウェットエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2.
In the step (d),
In the main surface of the semiconductor wafer, in a region where the polishing amount of the first insulating film in the step (e) is larger than a region where the polishing amount of the first insulating film in the step (e) is small, A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first insulating film is wet-etched so as to reduce an etching amount in the step (d).
請求項3記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面において、前記(e)工程での前記第1絶縁膜の研磨量が少ない領域よりも、前記(e)工程での前記第1絶縁膜の研磨量が多い領域で、前記(d)工程でのエッチング時間が短くなるように、前記第1絶縁膜をウェットエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 3,
In the step (d),
In the main surface of the semiconductor wafer, in a region where the polishing amount of the first insulating film in the step (e) is larger than a region where the polishing amount of the first insulating film in the step (e) is small, A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first insulating film is wet-etched so that an etching time in the step (d) is shortened.
請求項4記載の半導体装置の製造方法において、
前記(e)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面の周辺部での前記第1絶縁膜の研磨量が、前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部以外の領域での前記第1絶縁膜の研磨量よりも多いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 4,
In the step (e),
The polishing amount of the first insulating film in the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer is larger than the polishing amount of the first insulating film in a region other than the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer. A method of manufacturing a semiconductor device.
請求項5記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部での前記第1絶縁膜の膜厚が、前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部以外の領域での前記第1絶縁膜の膜厚よりも厚くなるように、前記半導体ウエハにおける前記第1絶縁膜の膜厚分布を補正することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 5,
In the step (d),
The film thickness of the first insulating film in the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer is larger than the film thickness of the first insulating film in a region other than the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer. As described above, a method of manufacturing a semiconductor device, comprising correcting a film thickness distribution of the first insulating film in the semiconductor wafer.
請求項6記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部でのエッチング量が、前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部以外の領域でのエッチング量よりも少なくなるように、前記第1絶縁膜をウェットエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6.
In the step (d),
The first insulating film is wet etched so that an etching amount at the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer is smaller than an etching amount at a region other than the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer. A method of manufacturing a semiconductor device.
請求項7記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部でのエッチング時間が、前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部以外の領域でのエッチング時間よりも短くなるように、前記第1絶縁膜をウェットエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7.
In the step (d),
The first insulating film is wet-etched so that an etching time at the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer is shorter than an etching time at a region other than the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer. A method of manufacturing a semiconductor device.
請求項8記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程を行うことにより、前記(d)工程を行う前に比べて、前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部での前記第1絶縁膜の膜厚と、前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部以外の領域での前記第1絶縁膜の膜厚との差が大きくなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8.
By performing the step (d), the film thickness of the first insulating film in the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer and the semiconductor wafer are compared with those before performing the step (d). A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a difference from the film thickness of the first insulating film in a region other than the peripheral portion of the main surface is increased.
請求項9記載の半導体装置の製造方法において、
前記(e)工程を行うことにより、前記(e)工程を行う前に比べて、前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部での前記第1絶縁膜の膜厚と、前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部以外の領域での前記第1絶縁膜の膜厚との差が小さくなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 9,
By performing the step (e), the film thickness of the first insulating film in the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer and the thickness of the semiconductor wafer are compared with those before performing the step (e). A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that a difference from the film thickness of the first insulating film in a region other than the peripheral portion of the main surface is reduced.
請求項10記載の半導体装置の製造方法において、
前記パターン層は、ゲート電極パターンまたは配線パターンであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the pattern layer is a gate electrode pattern or a wiring pattern.
請求項11記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1絶縁膜は、層間絶縁膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11.
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first insulating film is an interlayer insulating film.
請求項12記載の半導体装置の製造方法において、
前記(c)工程で形成された前記第1絶縁膜は、前記第1絶縁膜の上面に、前記パターン層を反映した凹凸形状を有しており、
前記(e)工程の前記CMP処理により、前記第1絶縁膜の上面が平坦化されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 12,
The first insulating film formed in the step (c) has an uneven shape reflecting the pattern layer on the upper surface of the first insulating film,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an upper surface of the first insulating film is planarized by the CMP process in the step (e).
請求項13記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハを回転させ、回転する前記半導体ウエハの前記主面に前記第1絶縁膜をエッチングするためのエッチング液を供給した後、リンス液供給部から回転する前記半導体ウエハの前記主面に前記第1絶縁膜のエッチングを停止するためのリンス液を供給しながら、回転する前記半導体ウエハの上方で前記リンス液供給部を前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部側から中心部側に移動させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13,
In the step (d),
The semiconductor wafer is rotated, an etching solution for etching the first insulating film is supplied to the main surface of the rotating semiconductor wafer, and then the main surface of the semiconductor wafer is rotated from a rinse solution supply unit. While supplying the rinsing liquid for stopping the etching of the first insulating film, the rinsing liquid supply part is moved from the peripheral part side to the central part side of the main surface of the semiconductor wafer above the rotating semiconductor wafer. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項14記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
回転する前記半導体ウエハの前記主面の中心部に前記エッチング液を供給することによって前記半導体ウエハの前記主面の全面で前記第1絶縁膜のエッチングを開始することを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 14,
In the step (d),
Etching of the first insulating film is started on the entire surface of the main surface of the semiconductor wafer by supplying the etching solution to the central portion of the main surface of the rotating semiconductor wafer. Method.
請求項15記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面の各位置では、前記エッチング液が触れてから、前記リンス液供給部から供給される前記リンス液に触れるまで、前記第1絶縁膜のエッチングが進行することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 15,
In the step (d),
Etching of the first insulating film proceeds at each position on the main surface of the semiconductor wafer from the time when the etching solution touches until the time when the etching solution is supplied from the rinsing solution supply unit. A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項16記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程では、
前記リンス液供給部が停止した状態で前記リンス液供給部から回転する前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部に所定の時間前記リンス液を供給してから、回転する前記半導体ウエハの上方で前記リンス液供給部を前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部側から中心部側に移動させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 16,
In the step (d),
The rinse liquid is supplied to the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer rotating from the rinse liquid supply section in a state where the rinse liquid supply section is stopped, and then the upper side of the rotating semiconductor wafer. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the rinsing liquid supply part is moved from the peripheral part side to the central part side of the main surface of the semiconductor wafer.
請求項10記載の半導体装置の製造方法において、
前記(e)工程の後に、
(f)前記第1絶縁膜をエッチングして、前記半導体ウエハにおける前記第1絶縁膜の膜厚分布を補正する工程、
を更に有し、
前記(f)工程を行うことにより、前記(f)工程を行う前に比べて、前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部での前記第1絶縁膜の膜厚と、前記半導体ウエハの前記主面の前記周辺部以外の領域での前記第1絶縁膜の膜厚との差が小さくなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
After the step (e),
(F) etching the first insulating film to correct a film thickness distribution of the first insulating film in the semiconductor wafer;
Further comprising
By performing the step (f), the film thickness of the first insulating film in the peripheral portion of the main surface of the semiconductor wafer and the thickness of the semiconductor wafer compared to before performing the step (f) A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that a difference from the film thickness of the first insulating film in a region other than the peripheral portion of the main surface is reduced.
請求項18記載の半導体装置の製造方法において、
前記(f)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面において、前記(e)工程の前記CMP処理後の前記第1絶縁膜の厚みが薄い領域よりも、前記(e)工程の前記CMP処理後の前記第1絶縁膜の厚みが厚い領域で、前記(f)工程でのエッチング量が多くなるように、前記第1絶縁膜をウェットエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18.
In the step (f),
In the main surface of the semiconductor wafer, the first insulating film after the CMP process in the step (e) is smaller than a region where the thickness of the first insulating film after the CMP process in the step (e) is thinner. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising wet etching the first insulating film so that an etching amount in the step (f) increases in a thick region.
請求項19記載の半導体装置の製造方法において、
前記(f)工程では、
前記半導体ウエハの前記主面において、前記(e)工程の前記CMP処理後の前記第1絶縁膜の厚みが薄い領域よりも、前記(e)工程の前記CMP処理後の前記第1絶縁膜の厚みが厚い領域で、前記(f)工程でのエッチング時間が長くなるように、前記第1絶縁膜をウェットエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 19,
In the step (f),
In the main surface of the semiconductor wafer, the first insulating film after the CMP process in the step (e) is smaller than a region where the thickness of the first insulating film after the CMP process in the step (e) is thinner. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the first insulating film is wet-etched so that the etching time in the step (f) becomes long in a thick region.
JP2008145332A 2008-06-03 2008-06-03 Manufacturing method of semiconductor device Pending JP2009295649A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008145332A JP2009295649A (en) 2008-06-03 2008-06-03 Manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008145332A JP2009295649A (en) 2008-06-03 2008-06-03 Manufacturing method of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009295649A true JP2009295649A (en) 2009-12-17

Family

ID=41543607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008145332A Pending JP2009295649A (en) 2008-06-03 2008-06-03 Manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009295649A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011204721A (en) * 2010-03-24 2011-10-13 Sumco Corp Method of manufacturing wafer
JP2016082220A (en) * 2014-10-17 2016-05-16 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing apparatus, cooperative processing system, and substrate processing method
JP2017017274A (en) * 2015-07-06 2017-01-19 株式会社日立国際電気 Manufacturing method of semiconductor device, program, substrate processing system, and substrate processing apparatus
KR20190016123A (en) * 2016-06-30 2019-02-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Chemical mechanical polishing Automated recipe creation
JP7513456B2 (en) 2020-07-30 2024-07-09 株式会社Screenホールディングス SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM, AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011204721A (en) * 2010-03-24 2011-10-13 Sumco Corp Method of manufacturing wafer
JP2016082220A (en) * 2014-10-17 2016-05-16 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing apparatus, cooperative processing system, and substrate processing method
US11784057B2 (en) 2014-10-17 2023-10-10 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus, linked processing system, and substrate processing method
JP2017017274A (en) * 2015-07-06 2017-01-19 株式会社日立国際電気 Manufacturing method of semiconductor device, program, substrate processing system, and substrate processing apparatus
KR20190016123A (en) * 2016-06-30 2019-02-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Chemical mechanical polishing Automated recipe creation
KR102276869B1 (en) 2016-06-30 2021-07-14 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Chemical Mechanical Polishing Automated Recipe Creation
JP7513456B2 (en) 2020-07-30 2024-07-09 株式会社Screenホールディングス SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM, AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5134774B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100459724B1 (en) Semiconductor device having a SiN etch stopper by low temperature ALD and fabricating method the same
JP2009295649A (en) Manufacturing method of semiconductor device
TW201735099A (en) Manufacturing method of integrated circuit and semiconductor device
KR100493021B1 (en) Semiconductor memory device and method for manufacturing the same
US20070007246A1 (en) Manufacture of semiconductor device with CMP
KR100281892B1 (en) Method for fabricating a golbally planarized semiconductor device
JP2002359369A (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6342450B1 (en) Method of forming insulating spacers in DRAM chips
TWI576959B (en) Method of forming semiconductor structure having contact plug
JP2002334879A (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
US20180130672A1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US7148146B1 (en) Method of fabricating an integral capacitor and gate transistor having nitride and oxide polish stop layers using chemical mechanical polishing elimination
JP2005064314A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
US7026260B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device using thermal treatment that features lower speed wafer rotation at low temperatures and higher speed wafer rotation at high temperatures
JP2003303963A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4966116B2 (en) Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device
US20020119618A1 (en) Method for forming contacts of memory devices using an etch stop layer
JP2005317736A (en) Method for manufacturing semiconductor device
TWI714176B (en) Replacement metal gate with reduced shorting and uniform chamfering and fabrication method of the same
KR100481987B1 (en) (Method for fabricating MOS capacitor of semiconductor device
KR100760909B1 (en) A method for fabricating semiconductor
US7435642B2 (en) Method of evaluating the uniformity of the thickness of the polysilicon gate layer
KR20010064118A (en) A method for fabricating damascene gate type mos transistor adapting seletive epitaxtial growth technic
JP2005123276A (en) Semiconductor device and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20100528