JP5581798B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、化学機械研磨(以下、単にCMPという)法による平坦化工程を行う半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device that performs a planarization step by a chemical mechanical polishing (hereinafter simply referred to as CMP) method.
従来より、基板上に下地配線が備えられると共に当該下地配線を覆う層間絶縁膜が備えられ、層間絶縁膜に下地配線を露出させるヴィアホールが形成されていると共に当該ヴィアホール内に下地配線と電気的に接続される導電部材が埋め込まれた半導体装置が知られている。 Conventionally, a base wiring is provided on a substrate and an interlayer insulating film covering the base wiring is provided. A via hole for exposing the base wiring is formed in the interlayer insulating film, and the base wiring and the electrical wiring are formed in the via hole. Semiconductor devices in which conductive members to be connected are embedded are known.
このような半導体装置は、例えば、次のように製造される(例えば、特許文献1参照)。すなわち、まず、基板上に下地配線を形成すると共に当該下地配線を覆う層間絶縁膜を配置する。続いて、層間絶縁膜にヴィアホールを形成した後、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等によりヴィアホール内および層間絶縁膜上に導電部材を配置する。その後、CMP法により、層間絶縁膜上に堆積された導電部材を除去しつつ、層間絶縁膜を平坦化する。 Such a semiconductor device is manufactured, for example, as follows (see, for example, Patent Document 1). That is, first, a base wiring is formed on a substrate and an interlayer insulating film covering the base wiring is disposed. Subsequently, after a via hole is formed in the interlayer insulating film, a conductive member is disposed in the via hole and on the interlayer insulating film by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like. Thereafter, the interlayer insulating film is planarized by removing the conductive member deposited on the interlayer insulating film by CMP.
なお、CMP法では、例えば、研磨面に光を照射すると共に研磨面からの反射光を検出し、検出した反射光の強度の経時変化に基づいて層間絶縁膜の平坦化工程を終了することが知られている。具体的には、導電部材と層間絶縁膜とは反射率が異なり、研磨面が導電部材から層間絶縁膜に変化すると反射強度が変化することになるため、反射強度が変化したときに平坦化工程を終了している。 In the CMP method, for example, the polishing surface may be irradiated with light and reflected light from the polishing surface may be detected, and the planarization process of the interlayer insulating film may be completed based on the change over time in the intensity of the detected reflected light. Are known. Specifically, the reflectivity differs between the conductive member and the interlayer insulating film, and when the polishing surface changes from the conductive member to the interlayer insulating film, the reflection intensity changes. Has ended.
しかしながら、このような半導体装置の製造方法では、次のような問題がある。すなわち、平坦化工程が進むと、研磨面が導電部材、層間絶縁膜上に導電部材が部分的に残存している状態、層間絶縁膜と変化することになる。このとき、反射強度は、研磨面が層間絶縁膜上に導電部材が部分的に残存している状態から層間絶縁膜のみの状態に変化したときに明確に変化するわけではなく、序々に変化することになる。すなわち、このような半導体装置の製造方法では、平坦化工程の終点を明確に判断することが困難であり、研磨が不足している場合には層間絶縁膜上に導電部材が残存してしまうという問題がある。 However, such a method for manufacturing a semiconductor device has the following problems. That is, as the planarization process proceeds, the polished surface changes to a conductive member, a state where the conductive member partially remains on the interlayer insulating film, and the interlayer insulating film. At this time, the reflection intensity does not change clearly when the polished surface changes from the state in which the conductive member partially remains on the interlayer insulating film to the state of only the interlayer insulating film, but gradually changes. It will be. That is, in such a semiconductor device manufacturing method, it is difficult to clearly determine the end point of the planarization step, and when the polishing is insufficient, the conductive member remains on the interlayer insulating film. There's a problem.
本発明は上記点に鑑みて、CMP法による平坦化工程を行う際に、層間絶縁膜上に導電部材が残存することを抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described points, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of suppressing the conductive member from remaining on an interlayer insulating film when performing a planarization process by a CMP method. .
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、基板(1)上に下地段差(2a〜2f)を形成する工程と、基板(1)上に下地段差(2a〜2f)を覆う層間絶縁膜(3)を形成する工程と、層間絶縁膜(3)を形成する工程の後、層間絶縁膜(3)上に層間絶縁膜(3)より粘性の低い膜(7)を配置する工程と、粘性の低い膜(7)上に形成した層間絶縁膜(3)上に終点検出材(5)を配置する工程と、下地段差(2a〜2f)を覆う層間絶縁膜(3)、粘性の低い膜(7)、粘性の低い膜(7)上に形成した層間絶縁膜(3)に下地段差(2a〜2f)を露出させるヴィアホール(4)を形成する工程と、ヴィアホール(4)内および粘性の低い膜(7)上に形成した層間絶縁膜(3)上に導電部材(6)を配置する工程と、CMP法により、粘性の低い膜(7)上に形成した層間絶縁膜(3)上の導電部材(6)を除去しつつ、粘性の低い膜(7)上に形成した層間絶縁膜(3)を平坦化する工程と、を含み、終点検出材(5)を配置する工程では、終点検出材(5)として層間絶縁膜(3)より反射率が低いものを用い、導電部材(6)を配置する工程では、導電部材(6)として層間絶縁膜(3)より反射率が高いものを用い、平坦化する工程では、研磨面に光を照射すると共に研磨面からの反射光を検出しながら行い、検出した反射光の反射強度が減少して増加した後にCMP法を終了することを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the step of forming the base step (2a to 2f) on the substrate (1) and the step of the base step (2a to 2f) on the substrate (1) are covered. After the step of forming the interlayer insulating film (3) and the step of forming the interlayer insulating film (3), a film (7) having a lower viscosity than the interlayer insulating film (3) is disposed on the interlayer insulating film (3). A step, a step of disposing an end point detection material (5) on the interlayer insulating film (3) formed on the low-viscosity film (7), an interlayer insulating film (3) covering the base step (2a to 2f ) , Forming a via hole (4) that exposes the underlying step (2a to 2f) in the low-viscosity film (7) and the interlayer insulating film (3) formed on the low-viscosity film (7); 4) disposing the conductive member (6) on the interlayer insulating film (3) formed on the inner and low-viscosity film (7); The interlayer insulating film (3) formed on the low-viscosity film (7) while removing the conductive member (6) on the interlayer insulating film (3) formed on the low-viscosity film (7) by CMP. In the step of disposing the end point detection material (5), the end point detection material (5) having a lower reflectance than the interlayer insulating film (3) is used, and the conductive member (6) In the step of disposing, a conductive member (6) having a higher reflectance than the interlayer insulating film (3) is used, and in the step of flattening, the polishing surface is irradiated with light and reflected light from the polishing surface is detected. The CMP method is terminated after the reflection intensity of the detected reflected light decreases and increases.
このような半導体装置の製造方法では、基板(1)上に、層間絶縁膜(3)、終点検出材(5)、導電部材(6)を順に積層している。そして、終点検出材(5)として反射率が層間絶縁膜(3)より低いものを用いると共に、導電部材(6)として反射率が層間絶縁膜(3)より高いものを用いている。つまり、反射率が導電部材(6)、層間絶縁膜(3)、終点検出材(5)の順に低くなるようにしている。このため、平坦化工程が進むと、反射強度は減少した後増加することになる。すなわち、研磨面が終点検出材(5)であるときに反射強度が最も小さくなり、その後に、研磨面が層間絶縁膜(3)上に終点検出材(5)が部分的に残存している状態になったときに反射強度が増加することになる。したがって、反射強度が減少して増加した後に平坦化工程を終了することにより、層間絶縁膜(3)上に導電部材(6)が残存することを抑制することができる。 In such a method of manufacturing a semiconductor device, an interlayer insulating film (3), an end point detection material (5), and a conductive member (6) are sequentially laminated on a substrate (1). In addition, a material having a lower reflectance than the interlayer insulating film (3) is used as the end point detection material (5), and a material having a higher reflectance than the interlayer insulating film (3) is used as the conductive member (6). That is, the reflectance is made lower in the order of the conductive member (6), the interlayer insulating film (3), and the end point detection material (5). For this reason, as the planarization process proceeds, the reflection intensity decreases and then increases. That is, when the polishing surface is the end point detection material (5), the reflection intensity is the smallest, and after that, the polishing surface is partially left on the interlayer insulating film (3). When the state is reached, the reflection intensity increases. Therefore, the conductive member (6) can be prevented from remaining on the interlayer insulating film (3) by ending the planarization step after the reflection intensity decreases and increases.
例えば、請求項2に記載の発明のように、終点検出材(5)として導電材料を用い、終点検出材(5)を配置する工程は、ヴィアホール(4)を形成する工程の後に行い、ヴィアホール(4)および粘性の低い膜(7)上に形成した層間絶縁膜(3)上に終点検出材(5)を配置することができる。
For example, as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、終点検出材(5)として絶縁材料を用い、終点検出材(5)を配置する工程は、ヴィアホール(4)を形成する工程の前に行い、ヴィアホール(4)を形成する工程では、下地段差(2a〜2f)を覆う層間絶縁膜(3)、粘性の低い膜(7)、粘性の低い膜(7)上に形成した層間絶縁膜、および終点検出材(5)に下地段差(2a〜2f)を露出させるヴィアホール(4)を形成することができる。 Further, as in the third aspect of the invention, the step of using the insulating material as the end point detection material (5) and disposing the end point detection material (5) is performed before the step of forming the via hole (4). In the step of forming the via hole (4), the interlayer insulating film (3) covering the base step (2a to 2f ) , the low-viscosity film (7), and the low-viscosity film (7) are formed on the interlayer insulating film. In addition, a via hole (4) that exposes the base step (2a to 2f) can be formed in the end point detection material (5).
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態の半導体装置の製造方法により製造された半導体装置の断面構成を示す図であり、この図に基づいて説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment.
図1に示されるように、本実施形態の半導体装置は、シリコン等の半導体基板1の一面上に本発明の下地段差に相当する下地配線2aが備えられていると共に当該下地配線2aを覆う層間絶縁膜3が備えられている。下地配線2aは、例えば、Al等を用いて構成され、層間絶縁膜3は、例えば、シリコン酸化膜、BPSG(Boron-doped Phosphorus-Silicate Glass)、PSG(Phosphorus-Silicate Glass)、BSG(Boron-doped Silicate Glass)等を用いて構成されている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor device of this embodiment includes a
そして、層間絶縁膜3には、下地配線2aを露出させるヴィアホール4が形成されている。また、ヴィアホール4には、壁面に導電材料で構成された終点検出材5が備えられていると共に、下地配線2aと電気的に接続される導電部材6が埋め込まれている。すなわち、本実施形態では、導電部材6は、終点検出材5を介して下地配線2aと電気的に接続されている。
A
終点検出材5は、具体的には後述するが、平坦化工程の終点を検出するのに用いられるものであり、Ti、TiN、TaN等の層間絶縁膜3より反射率が低いものが用いられる。また、導電部材6は、タングステンや銅等の層間絶縁膜3より反射率が高いものが用いられる。
The end
次に、このような半導体装置の製造方法について説明する。図2は本実施形態における半導体装置の製造工程を示す断面図である。 Next, a method for manufacturing such a semiconductor device will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device in this embodiment.
図2(a)に示されるように、まず、半導体基板1の一面上に下地配線2aを形成する。下地配線2aは、特に限定されるものではいが、例えば、CVD法やスパッタリング等により半導体基板1の一面上に導電膜を配置した後、フォトリソグラフィ等により導電膜をパターニングすることで形成される。その後、図2(b)に示されるように、半導体基板1の一面上に下地配線2aを覆う層間絶縁膜3をCVD(Chemical Vapor Deposition)法等により形成する。このとき、層間絶縁膜3の表面では、下地配線2a上に位置する部分と、下地配線2a上でない部分との間に段差が構成され、下地配線2a上に位置する部分が下地配線2a上でない部分に対して凸形状となる。続いて、図2(c)に示されるように、層間絶縁膜3に対してエッチング等を行い、下地配線2aを露出させるヴィアホール4を形成する。
As shown in FIG. 2A, first, the
次に、図2(d)に示されるように、CVD法やスパッタリング等によりヴィアホール4の壁面および層間絶縁膜3上に終点検出材5を配置する。続いて、図2(e)に示されるように、CVD法やスパッタリング等により、ヴィアホール4内および層間絶縁膜3上に導電部材6を配置する。
Next, as shown in FIG. 2D, the end
その後、図2(f)に示されるように、CMP法により、層間絶縁膜3上に堆積された終点検出材5および導電部材6を除去しつつ、層間絶縁膜3を平坦化する平坦化工程を行う。具体的には、平坦化工程は、研磨面に光を照射すると共に研磨面からの反射光を検出し、検出した反射光の反射強度が減少して増加した後まで行う。
Thereafter, as shown in FIG. 2F, a planarization step of planarizing the
図3は、平坦化工程の時間(研磨時間)と反射強度との関係を示す図である。図3に示されるように、平坦化工程が進むと、研磨面が導電部材6、終点検出材5上に導電部材6が部分的に残存している状態、終点検出材5、層間絶縁膜3上に終点検出材5が部分的に残存している状態、層間絶縁膜3の順に変化する。そして、反射強度が導電部材6、層間絶縁膜3、終点検出材5の順に低くなるため、平坦化工程が進むと、反射強度は減少した後増加することになる。すなわち、研磨面が終点検出材5であるときに反射強度が最も小さくなり、その後に、研磨面が層間絶縁膜3上に終点検出材5が部分的に残存している状態になったときに反射強度が増加することになる。つまり、反射強度が減少して増加した後に平坦化工程を終了することにより、層間絶縁膜3上に導電部材6が残存することを抑制することができる。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the planarization process time (polishing time) and the reflection intensity. As shown in FIG. 3, when the planarization process proceeds, the polished surface is in the
なお、より好ましくは、反射強度が減少して増加した後、ほぼ一定となった際に平坦化工程を終了するのがよい。これにより、終点検出材5も層間絶縁膜3上から除去された状態の半導体装置を製造することができ、図2(f)はこの状態のものを示している。
More preferably, the planarization step is terminated when the reflection intensity decreases and increases and then becomes substantially constant. Thereby, the semiconductor device in a state where the end
以上説明したように、本実施形態の半導体装置では、半導体基板1上に層間絶縁膜3、終点検出材5、導電部材6が順に積層されており、反射率が導電部材6、層間絶縁膜3、終点検出材5の順に低くなっている。そして、平坦化工程では、研磨面が導電部材6、終点検出材5上に導電部材6が部分的に残存している状態、終点検出材5、層間絶縁膜3上に終点検出材5が部分的に残存している状態、層間絶縁膜3の順に変化するため、研磨面からの反射光の反射強度が減少して増加することになる。このため、反射光の反射強度が減少して増加した後に平坦化工程を終了すれば、層間絶縁膜3上に導電部材6が残存することを抑制することができる。
As described above, in the semiconductor device of this embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置の製造方法は、第1実施形態に対して、終点検出材5として絶縁材料を用いたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図4は、本実施形態における半導体装置の製造工程を示す断面図である。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment uses an insulating material as the end
まず、本実施形態では、図4(a)および(b)に示されるように、上記図2(a)および(b)と同様の工程を行った後、図4(c)に示されるように、層間絶縁膜3上にSiN等の絶縁材料を終点検出材5として配置する。その後、図4(d)に示されるように、層間絶縁膜3および終点検出材5にヴィアホール4を形成する。
First, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, after performing the same steps as in FIGS. 2A and 2B, as shown in FIG. 4C. In addition, an insulating material such as SiN is disposed on the
続いて、図4(e)および(f)に示されるように、上記図2(e)および(f)と同様の工程を行い、ヴィアホール4内および層間絶縁膜3上に導電部材6を配置し、CMP法により導電部材6を除去しつつ、層間絶縁膜3を平坦化する。このような半導体装置の製造方法としても、層間絶縁膜3上に終点検出材5が配置されているため、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Subsequently, as shown in FIGS. 4E and 4F, the same process as in FIGS. 2E and 2F is performed, and the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置の製造方法は、第2実施形態に対して、終点検出材5と層間絶縁膜3との間に層間絶縁膜3より粘性の低い膜を配置したものであり、その他に関しては第2実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図5は、本実施形態における半導体装置の製造工程を示す断面図である。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. The semiconductor device manufacturing method of this embodiment is a method in which a film having a viscosity lower than that of the
まず、本実施形態では、図5(a)および(b)に示されるように、上記図4(a)および(b)と同様の工程を行った後、図5(c)に示されるように、層間絶縁膜3上に、層間絶縁膜3より粘性の低い膜としてSOG膜7を配置し、層間絶縁膜3の表面の段差を小さくする。具体的には、層間絶縁膜3上に、粘性の低いSOG膜7を配置することにより、SOG膜7を層間絶縁膜3の表面のうち下地配線2a上でない部分に流れ込ませ、層間絶縁膜3の表面の段差を小さくする。続いて、図5(d)に示されるように、SOG膜7上に再び層間絶縁膜3を配置すると共に、当該層間絶縁膜3上に終点検出材5を配置する。
First, in the present embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, after performing the same steps as in FIGS. 4A and 4B, as shown in FIG. 5C. Further, an SOG film 7 is disposed on the
その後、図5(e)〜(g)に示されるように、上記図4(d)〜(f)と同様の工程を行い、層間絶縁膜3および終点検出材5にヴィアホール4を形成し、ヴィアホール4内および層間絶縁膜3上に導電部材6を配置した後、CMP法により導電部材6を除去しつつ、層間絶縁膜3を平坦化する。このような半導体装置の製造方法としても、層間絶縁膜3上に終点検出材5が配置されているため、上記第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
Thereafter, as shown in FIGS. 5E to 5G, the same process as in FIGS. 4D to 4F is performed to form the via
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置の製造方法は、第2実施形態に対して、下地段差を変更したものであり、その他に関しては第2実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図6は、本実施形態における半導体装置の製造方法により製造された半導体装置の断面構成を示す図である。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. The manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment is different from the second embodiment in that the base level difference is changed, and the others are the same as those of the second embodiment, and thus the description thereof is omitted here. FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment.
図6に示されるように、本実施形態では、半導体基板1の一面上に下地段差としての第1、第2電極2b、2cが備えられてキャパシタが構成されており、当該キャパシタが層間絶縁膜3にて覆われている。そして、第1、第2電極2b、2cはそれぞれ層間絶縁膜3に形成されたヴィアホール4内に配置された導電部材6と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, a capacitor is configured by providing first and
次に、このような半導体装置の製造方法について説明する。図7は、図6に示す半導体装置の製造工程を示す断面図である。まず、図7(a)に示されるように、半導体基板1の一面上にキャパシタの一方の電極を構成する第1電極2bを形成する。そして、図7(b)に示されるように、第1電極2bを覆う第1層間絶縁膜3aを形成し、図7(c)に示されるように、CMP法により第1層間絶縁膜3aの表面を平坦化する。
Next, a method for manufacturing such a semiconductor device will be described. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. First, as shown in FIG. 7A, a
続いて、図7(d)に示されるように、平坦化した第1層間絶縁膜3a上に、キャパシタの他方の電極を構成する第2電極2cを形成する。その後、図7(e)に示されるように、第2電極2cを覆う第2層間絶縁膜3bを形成し、当該第2層間絶縁膜3b上に終点検出材5を配置する。そして、図7(f)に示されるように、第1、2層間絶縁膜3a、3bおよび終点検出材5に、第1、第2電極2b、2cをそれぞれ露出させるヴィアホール4を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 7D, a
次に、図7(g)および(h)に示されるように、上記図4(e)および(f)と同様の工程を行い、ヴィアホール4内および第2層間絶縁膜3b上に導電部材6を配置すると共に、CMP法により導電部材6を除去しつつ、第2層間絶縁膜3bを平坦化する。このような半導体装置の製造方法のように、下地段差を第1、第2電極2b、2cとしたような場合においても、平坦化工程にて、研磨面に光を照射すると共に研磨面からの反射光を検出し、反射光の反射強度が減少して増加した後に平坦化工程を終了することにより、上記第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
Next, as shown in FIGS. 7 (g) and (h), the same process as in FIGS. 4 (e) and (f) is performed, and a conductive member is formed in the via
(他の実施形態)
上記第1〜第3実施形態では、下地段差が下地配線2aであるものを例に挙げて説明し、上記第4実施形態では下地段差が第1、第2電極2b、2cであるものを例に挙げて説明したが、下地段差はこれに限定されるものではない。図8は、他の実施形態にかかる半導体装置の製造方法により製造された半導体装置の断面構成を示す図である。
(Other embodiments)
In the first to third embodiments, the case where the base step is the
図8(a)に示される半導体装置は、半導体基板1の一面上に下地配線2aが備えられていると共に当該下地配線2aを覆う第1層間絶縁膜3aが備えられている。そして、第1層間絶縁膜3a上に、下地段差としての第1、第2下地電極2d、2eおよび第1、第2下地電極2d、2eを電気的に接続する抵抗体2fが備えられていると共に、これら第1、第2下地電極2d、2eおよび抵抗体2fを覆う第2層間絶縁膜3bが備えられている。第1、第2層間絶縁膜3a、3bには下地配線2aを露出させるヴィアホール4が形成されており、第2層間絶縁膜3bには第1、第2下地電極2d、2eを露出させるヴィアホール4が形成されている。そして、これらヴィアホール4内には下地配線2aおよび第1、第2下地電極2d、2eと電気的に接続される導電部材6が配置されている。
The semiconductor device shown in FIG. 8A includes a
また、図8(b)に示される半導体装置は、半導体基板1の一面上に下地配線2aが備えられていると共に下地配線2aを覆う第1層間絶縁膜3aが備えられている。そして、第1層間絶縁膜3a上に下地段差としての抵抗体2fが備えられていると共に抵抗体2fを覆う第2層間絶縁膜3bが備えられている。第1、第2層間絶縁膜3a、3bには、下地配線2aを露出させるヴィアホール4が形成されており、第2層間絶縁膜3bには、抵抗体2fを露出させるヴィアホール4が形成されている。そして、これらヴィアホール4内に下地配線2aおよび抵抗体2fと電気的に接続される導電部材6が配置されている。
The semiconductor device shown in FIG. 8B is provided with a
これらの半導体装置のように、下地段差として第1、第2下地電極2d、2eや抵抗体2fを備えるような場合においても、本発明の製造方法を適用することができる。すなわち、これらのような半導体装置の製造方法も、上記各実施形態と同様に、第2層間絶縁膜3b上に導電部材6を配置した後に平坦化工程を行うことになる。このため、第2層間絶縁膜3b上に終点検出材5を配置した後に導電部材6を配置し、平坦化工程を反射強度が減少して増加した後に終了すすることにより、第2層間絶縁膜3b上に導電部材6が残存することが抑制される。なお、図8は、上記第2〜第4実施形態と同様に、終点検出材5として絶縁材料を用いたときの図であり、ヴィアホール4の壁面に終点検出材5が配置されていない構成となっている。
The manufacturing method of the present invention can also be applied to the case where the first and
また、上記第3、第4実施形態では、終点検出材5として絶縁材料であるものを用いた例に挙げて説明したが、終点検出材5として導電材料であるものを用いることもできる。例えば、上記第3実施形態では、図5(d)の工程にて終点検出材5を配置せず、図5(e)の工程の後、ヴィアホール4の壁面および層間絶縁膜3上に終点検出材5を配置することができる。また、上記第4実施形態では、図7(e)の工程にて終点検出材5を配置せず、図7(f)の工程の後、ヴィアホール4の壁面および層間絶縁膜3上に終点検出材5を配置することができる。
In the third and fourth embodiments, the end
1 半導体基板
2a 下地配線
3 層間絶縁膜
4 ヴィアホール
5 終点検出材
6 導電部材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記基板(1)上に前記下地段差(2a〜2f)を形成する工程と、
前記基板(1)上に前記下地段差(2a〜2f)を覆う前記層間絶縁膜(3)を形成する工程と、
前記層間絶縁膜(3)を形成する工程の後、前記層間絶縁膜(3)上に前記層間絶縁膜(3)より粘性の低い膜(7)を配置する工程と、
前記粘性の低い膜(7)上に再び前記層間絶縁膜(3)を形成する工程と、
前記粘性の低い膜(7)上に形成した前記層間絶縁膜(3)上に終点検出材(5)を配置する工程と、
前記下地段差(2a〜2f)を覆う前記層間絶縁膜(3)、前記粘性の低い膜(7)、前記粘性の低い膜(7)上に形成した前記層間絶縁膜(3)に前記下地段差(2a〜2f)を露出させる前記ヴィアホール(4)を形成する工程と、
前記ヴィアホール(4)内および前記粘性の低い膜(7)上に形成した前記層間絶縁膜(3)上に前記導電部材(6)を配置する工程と、
化学機械研磨法により、前記粘性の低い膜(7)上に形成した前記層間絶縁膜(3)上の前記導電部材(6)を除去しつつ、前記粘性の低い膜(7)上に形成した前記層間絶縁膜(3)を平坦化する工程と、を含み、
前記終点検出材(5)を配置する工程では、前記終点検出材(5)として前記層間絶縁膜(3)より反射率が低いものを用い、
前記導電部材(6)を配置する工程では、前記導電部材(6)として前記層間絶縁膜(3)より反射率が高いものを用い、
前記平坦化する工程では、研磨面に光を照射すると共に前記研磨面からの反射光を検出しながら行い、検出した反射光の反射強度が減少して増加した後に化学機械研磨法を終了することを特徴とする半導体装置の製造方法。 The substrate (1) includes a base step (2a to 2f) and an interlayer insulating film (3) covering the base step (2a to 2f). The base step (2a to 2f) is provided on the interlayer insulating film (3). ) Is exposed, and the via hole (4) is embedded with a conductive member (6) electrically connected to the base step (2a to 2f). In the method
Forming the base step (2a to 2f) on the substrate (1);
Forming the interlayer insulating film (3) covering the base step (2a to 2f) on the substrate (1);
After the step of forming the interlayer insulating film (3), disposing a film (7) having a viscosity lower than that of the interlayer insulating film (3) on the interlayer insulating film (3);
Forming the interlayer insulating film (3) again on the low viscosity film (7);
Disposing an end point detection material (5) on the interlayer insulating film (3) formed on the low viscosity film (7);
The interlayer insulating film (3) covering the underlying step ( 2a to 2f), the low-viscosity film (7), and the underlying insulating step (3) formed on the low-viscosity film (7) Forming the via hole (4) exposing (2a-2f);
Disposing the conductive member (6) on the interlayer insulating film (3) formed in the via hole (4) and on the low viscosity film (7);
Formed on the low-viscosity film (7 ) by removing the conductive member (6) on the interlayer insulating film (3) formed on the low-viscosity film (7) by chemical mechanical polishing . Flattening the interlayer insulating film (3),
In the step of arranging the end point detection material (5), the end point detection material (5) having a lower reflectance than the interlayer insulating film (3) is used.
In the step of disposing the conductive member (6), the conductive member (6) having a higher reflectance than the interlayer insulating film (3) is used.
In the step of flattening, the polishing surface is irradiated with light and the reflected light from the polishing surface is detected, and the chemical mechanical polishing method is terminated after the reflected intensity of the detected reflected light decreases and increases. A method of manufacturing a semiconductor device.
前記終点検出材(5)を配置する工程は、前記ヴィアホール(4)を形成する工程の後に行い、前記ヴィアホール(4)および前記粘性の低い膜(7)膜上に形成した前記層間絶縁膜(3)上に前記終点検出材(5)を配置することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 Using a conductive material as the end point detection material (5),
The step of placing the end point detection material (5) is performed after the step of forming the via hole (4), and the interlayer insulation formed on the via hole (4) and the low viscosity film (7) film. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the end point detection material is disposed on the film.
前記終点検出材(5)を配置する工程は、前記ヴィアホール(4)を形成する工程の前に行い、
前記ヴィアホール(4)を形成する工程では、前記下地段差(2a〜2f)を覆う層間絶縁膜(3)、前記粘性の低い膜(7)、前記粘性の低い膜(7)上に形成した前記層間絶縁膜、および前記終点検出材(5)に前記下地段差(2a〜2f)を露出させる前記ヴィアホール(4)を形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 Using an insulating material as the end point detection material (5),
The step of arranging the end point detection material (5) is performed before the step of forming the via hole (4),
In the step of forming the via hole (4), the via hole (4) is formed on the interlayer insulating film (3) , the low-viscosity film (7), and the low-viscosity film (7) covering the base step ( 2a to 2f) . 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the via hole (4) that exposes the base step (2 a to 2 f) is formed in the interlayer insulating film and the end point detection material (5). 3. .
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