JP6018773B2 - Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents

Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP6018773B2
JP6018773B2 JP2012061858A JP2012061858A JP6018773B2 JP 6018773 B2 JP6018773 B2 JP 6018773B2 JP 2012061858 A JP2012061858 A JP 2012061858A JP 2012061858 A JP2012061858 A JP 2012061858A JP 6018773 B2 JP6018773 B2 JP 6018773B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cmp
semiconductor element
cmp process
time
chip
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.)
Active
Application number
JP2012061858A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013197260A (en
Inventor
政志 ▲高▼橋
政志 ▲高▼橋
英知 西村
英知 西村
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.)
Lapis Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Lapis Semiconductor Co Ltd
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 Lapis Semiconductor Co Ltd filed Critical Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority to JP2012061858A priority Critical patent/JP6018773B2/en
Publication of JP2013197260A publication Critical patent/JP2013197260A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6018773B2 publication Critical patent/JP6018773B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

本発明は、CMP処理を用いる半導体素子の製造方法及び製造装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a semiconductor element using CMP processing.

化学的機械研磨(CMP)は、半導体素子におけるシャロー・トレンチ・アイソレーション(STI)構造を実現するために、及び、半導体素子におけるゲート配線やメタル配線の上層としての絶縁膜を平坦化するために、必要な技術である(例えば、特許文献1参照)。   Chemical mechanical polishing (CMP) is used to realize a shallow trench isolation (STI) structure in a semiconductor element and to planarize an insulating film as an upper layer of a gate wiring or a metal wiring in the semiconductor element. This is a necessary technique (for example, see Patent Document 1).

STI構造を実現するためのCMP処理では、図1(a)に示されるように、Si基板101の主面に素子部102を残すエッチングによって溝部103を形成し、次に、化学気相成長(CVD)法などによって絶縁膜であるSiO膜104を形成し、その後、CMP処理によって、表面に段差のあるSiO膜104を研磨する。このようなプロセスによって、図1(b)に示されるような表面が平坦なSTI構造が得られる。 In the CMP process for realizing the STI structure, as shown in FIG. 1A, the groove 103 is formed by etching leaving the element portion 102 on the main surface of the Si substrate 101, and then chemical vapor deposition ( A SiO 2 film 104 which is an insulating film is formed by a CVD method or the like, and thereafter, the SiO 2 film 104 having a step on the surface is polished by a CMP process. By such a process, an STI structure having a flat surface as shown in FIG. 1B is obtained.

また、メタル配線層上の絶縁膜のCMP処理では、図2(a)に示されるように、基板111上にメタル配線層112からなる配線パターンを形成し、メタル配線層112が存在しない溝部113を埋めるように絶縁膜であるSiO膜114を形成し、その後、CMP処理によって、表面に段差のあるSiO114を研磨する。このようなプロセスによって、図2(b)に示されるような表面が平坦な配線パターン構造が得られる。 Further, in the CMP process of the insulating film on the metal wiring layer, as shown in FIG. 2A, a wiring pattern made of the metal wiring layer 112 is formed on the substrate 111, and the groove 113 where the metal wiring layer 112 does not exist is formed. An SiO 2 film 114 that is an insulating film is formed so as to fill the surface, and thereafter, the SiO 2 114 having a step on the surface is polished by CMP treatment. By such a process, a wiring pattern structure having a flat surface as shown in FIG. 2B is obtained.

ところが、CMP装置によるCMP処理の研磨特性(例えば、単位時間当たりの研磨量、すなわち、単位時間に研磨される部分の厚み)は、例えば、半導体素子において溝部が存在する領域の面積の割合(溝部密度)、又は、素子部102(若しくは配線パターンを構成するメタル配線層112)が存在する領域の面積の割合(アクティブ(AC)部密度)に応じて、変化する。一般に、図3(a)に示されるように、半導体素子の基板101の面積に対する素子部(AC部)102が占める面積の割合であるパターンレシオ(「ローカルレシオ(Local Ratio)」とも言う。)が高い場合(すなわち、絶縁膜が埋め込まれた溝部103であるSTI部(Filled部)が占める面積の割合が低い場合)、図3(b)に示されるように、CMP処理による研磨がされ難くなり、所定時間のCMP処理による研磨量が少なくなる。一方、図3(c)に示されるように、半導体素子のパターンレシオが低い場合(すなわち、溝部103aが占める面積の割合が高い場合)、図3(d)に示されるように、CMP処理による研磨がされ易くなり、所定時間のCMP処理による研磨量が多くなる。なお、長さDは、同じCMP装置により同じ条件で同じ時間、CMP処理を行った場合における、図3(a),(b)の処理と図3(c),(d)の処理における研磨量の差を示す。従って、AC部102,102a上に残る絶縁膜104,104aの膜厚を、製造される半導体素子の個々について同じに揃える(すなわち、Dの値を0に近づける)ためには、パターンレシオに応じて、CMP処理の時間を調整する必要がある。   However, the polishing characteristics (for example, the polishing amount per unit time, that is, the thickness of the portion polished per unit time) of the CMP processing by the CMP apparatus is, for example, the ratio of the area of the region where the groove portion exists in the semiconductor element (the groove portion) Density) or an area ratio (active (AC) portion density) of a region where the element portion 102 (or the metal wiring layer 112 constituting the wiring pattern) exists. In general, as shown in FIG. 3A, a pattern ratio (also referred to as “local ratio”), which is a ratio of an area occupied by the element part (AC part) 102 to the area of the substrate 101 of the semiconductor element. 3 is high (that is, when the ratio of the area occupied by the STI portion (filled portion) that is the trench portion 103 in which the insulating film is embedded is low), as shown in FIG. Therefore, the amount of polishing by CMP processing for a predetermined time is reduced. On the other hand, as shown in FIG. 3C, when the pattern ratio of the semiconductor element is low (that is, when the ratio of the area occupied by the groove 103a is high), as shown in FIG. Polishing is facilitated, and the amount of polishing by CMP processing for a predetermined time increases. Note that the length D is the polishing in the processes of FIGS. 3A and 3B and the processes of FIGS. 3C and 3D when the CMP process is performed for the same time under the same conditions by the same CMP apparatus. Indicates the difference in quantity. Therefore, in order to make the film thickness of the insulating films 104 and 104a remaining on the AC portions 102 and 102a the same for each of the manufactured semiconductor elements (that is, the value of D is made close to 0), it depends on the pattern ratio. Therefore, it is necessary to adjust the CMP processing time.

図4は、パターンレシオと所定時間のCMP処理による研磨量との関係、すなわち、パターンレシオ〔%〕と所定の膜厚に揃えるために必要であったCMP研磨量について、ある製品群での実測値を示した結果を示す図である。図4において、実測値の結果が14個の点で示されている。また、図4において、右上がりの実線で示される直線120は、パターンレシオとCMP処理による研磨量との関係を近似する一次関数を示す直線である。また、図4における右上がりの破線で示される直線121,122の間の領域は、パターンレシオとCMP処理による研磨量との関係を、バラツキを考慮して示す領域である。従って、事前に計算されたパターンレシオ、図4の直線120、及びCMP処理を行った所定時間を用いれば、CMP処理によって目標値の研磨量を得るために要するCMP処理の時間を推定することができる。   FIG. 4 shows the relationship between the pattern ratio and the amount of polishing by CMP treatment for a predetermined time, that is, the CMP polishing amount required to align the pattern ratio [%] and the predetermined film thickness in an actual product group. It is a figure which shows the result which showed the value. In FIG. 4, the result of the actual measurement value is shown by 14 points. In FIG. 4, a straight line 120 indicated by a solid line rising to the right is a straight line indicating a linear function that approximates the relationship between the pattern ratio and the polishing amount by the CMP process. In addition, the area between the straight lines 121 and 122 indicated by the broken lines rising to the right in FIG. 4 is an area showing the relationship between the pattern ratio and the polishing amount by the CMP process in consideration of variation. Therefore, if the pattern ratio calculated in advance, the straight line 120 in FIG. 4 and the predetermined time for performing the CMP process are used, it is possible to estimate the CMP process time required to obtain the target amount of polishing by the CMP process. it can.

特開2004−200580JP2004-200580

しかしながら、研磨対象の半導体素子のパターンレシオの算出には、専用の解析ツールが必要であり、専用の解析ツールによるパターンレシオの計算には長時間を要する。このため、事前に計算されたパターンレシオを用いて、CMP処理の時間を推定する方法は、短い製品開発期間しか許されていない半導体素子の製造には、適していないという問題がある。   However, a dedicated analysis tool is required to calculate the pattern ratio of the semiconductor element to be polished, and it takes a long time to calculate the pattern ratio using the dedicated analysis tool. For this reason, there is a problem that the method of estimating the CMP processing time using the pattern ratio calculated in advance is not suitable for manufacturing a semiconductor device that allows only a short product development period.

そこで、本発明の目的は、CMP処理の時間を容易且つ迅速に決定することができる半導体素子の製造方法及び製造装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor element manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of easily and quickly determining the CMP processing time.

本発明に係る半導体素子の製造方法は、半導体基板上に形成された半導体素子チップに対し、CMP装置を用いたCMP処理を行う時間を決定する工程と、前記半導体素子チップに対する、前記CMP装置を用いた前記CMP処理を、決定された前記CMP処理を行う前記時間だけ行う工程とを有し、前記CMP処理を行う前記時間を決定する前記工程において、前記半導体素子チップの長辺の長さ及び短辺の長さをそれぞれ、L及びLで表すときに、前記半導体素子チップの研磨量が所定の目標値になるように、(L/L)の値が大きくなるほど、前記CMP処理を行う前記時間を長い時間に決定することを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: determining a time for performing a CMP process using a CMP apparatus on a semiconductor element chip formed on a semiconductor substrate; and providing the CMP apparatus for the semiconductor element chip. Performing the CMP process used for the determined time for performing the CMP process. In the process for determining the time for performing the CMP process, the length of the long side of the semiconductor element chip and When the length of the short side is represented by L 1 and L 2 , the CMP value increases as the value of (L 1 / L 2 ) increases so that the polishing amount of the semiconductor element chip becomes a predetermined target value. The time for performing the processing is determined to be a long time.

また、本発明に係る半導体素子の製造装置は、CMP処理を行うCMP装置と、前記CMP装置に前記CMP処理を実行させる制御部とを有し、前記制御部は、半導体基板上に形成された半導体素子チップに対し、前記CMP装置を用いた前記CMP処理を行う時間を決定し、前記半導体素子チップに対する、前記CMP装置を用いた前記CMP処理を、決定された前記CMP処理を行う前記時間だけ実行させ、前記CMP処理を行う前記時間は、前記半導体素子チップの長辺の長さ及び短辺の長さをそれぞれ、L及びLで表すときに、前記半導体素子チップの研磨量が所定の目標値になるように、(L/L)の値が大きくなるほど、長い時間に決定されることを特徴としている。 In addition, a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention includes a CMP apparatus that performs a CMP process and a control unit that causes the CMP apparatus to execute the CMP process, and the control unit is formed on a semiconductor substrate. A time for performing the CMP process using the CMP apparatus is determined for a semiconductor element chip, and the CMP process using the CMP apparatus for the semiconductor element chip is performed for the determined time for performing the CMP process. is executed, the time for performing the CMP process, the long side of the semiconductor element chip length and short length, respectively, when represented by L 1 and L 2, the polishing amount of the semiconductor element chip is given As the value of (L 1 / L 2 ) increases, it is determined that the time is longer.

本発明に係る半導体素子の製造方法によれば、研磨量を所定の目標値にするCMP処理の時間を容易且つ迅速に算出することができるので、半導体素子の製造に要する期間を短縮することができるという効果がある。   According to the method for manufacturing a semiconductor element according to the present invention, it is possible to easily and quickly calculate the CMP processing time for setting the polishing amount to a predetermined target value, so that the time required for manufacturing the semiconductor element can be shortened. There is an effect that can be done.

本発明に係る半導体素子の製造装置を用いれば、研磨量を所定の目標値にするCMP処理の時間を容易且つ迅速に算出することができるので、半導体素子の製造に要する期間を短縮することができるという効果がある。   The semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention can easily and quickly calculate the CMP processing time for setting the polishing amount to a predetermined target value, thereby reducing the time required for manufacturing the semiconductor device. There is an effect that can be done.

(a)及び(b)は、CMP処理の一例を示す概略的な縦断面図である。(A) And (b) is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows an example of CMP process. (a)及び(b)は、CMP処理の他の例を示す概略的な縦断面図である。(A) And (b) is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows the other example of CMP process. (a)及び(b)は、パターンレシオが高い半導体素子に対するCMP処理を示す概略的な断面図であり、(c)及び(d)は、パターンレシオが低い半導体素子に対するCMP処理を示す概略的な断面図である。(A) And (b) is a schematic sectional drawing which shows the CMP process with respect to a semiconductor element with a high pattern ratio, (c) And (d) is a schematic with a CMP process with respect to a semiconductor element with a low pattern ratio. FIG. パターンレシオと所定時間のCMP処理による研磨量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a pattern ratio and the grinding | polishing amount by CMP process of predetermined time. 本発明の実施の形態に係る半導体素子の製造装置のCMP装置の構成を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a configuration of a CMP apparatus of a semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 実施の形態に係る半導体素子の製造方法を概略的に示すフローチャートである。3 is a flowchart schematically showing a method for manufacturing a semiconductor element according to an embodiment. 研磨対象となる複数の半導体素子チップを概略的に示す平面図である。1 is a plan view schematically showing a plurality of semiconductor element chips to be polished. チップサイズ比と所定時間のCMP処理による研磨量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between chip size ratio and the grinding | polishing amount by CMP processing of predetermined time. 実施の形態に係る半導体素子の製造方法を概略的に示すフローチャートである。3 is a flowchart schematically showing a method for manufacturing a semiconductor element according to an embodiment.

図5は、本発明の実施の形態に係る半導体素子の製造装置の一部であるCMP装置130の構成を概略的に示す斜視図である。図5に示されるCMP装置130は、半導体ウエハ10を保持するヘッド131と、研磨用のパッド132を備えたプラテン133と、スラリを供給するスラリ供給部134と、パッド132の表面の凹凸を修復するパッドコンディショナ135とを備えている。   FIG. 5 is a perspective view schematically showing a configuration of a CMP apparatus 130 which is a part of the semiconductor element manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention. The CMP apparatus 130 shown in FIG. 5 repairs unevenness on the surface of the pad 132, a head 131 that holds the semiconductor wafer 10, a platen 133 that includes a polishing pad 132, a slurry supply unit 134 that supplies the slurry, and the pad 132. The pad conditioner 135 is provided.

CMP装置130は、例えば、アプライドマテリアルズ社性の「MIRRA(商品名)」を用いることができる。プラテン133の回転速度は、例えば、38rpmであり、ヘッド131の回転速度は、例えば、58rpmであり、ヘッド部圧力(ヘッド131に張り付いたウエハがパッド132に押し付けられる力)は、例えば、3psiであり、スラリ流量は、例えば、120ml/minである。スラリの種類は、例えば、シリカ系材料であり、コンディショナは、例えば、ダイヤモンド砥粒付のものであり、研磨速度は、200〜300nm/min(酸化膜相当)である。   For example, “MIRRA (trade name)” manufactured by Applied Materials can be used as the CMP apparatus 130. The rotation speed of the platen 133 is, for example, 38 rpm, the rotation speed of the head 131 is, for example, 58 rpm, and the head portion pressure (force that presses the wafer stuck to the head 131 against the pad 132) is, for example, 3 psi. The slurry flow rate is, for example, 120 ml / min. The type of slurry is, for example, a silica-based material, the conditioner is, for example, with diamond abrasive grains, and the polishing rate is 200 to 300 nm / min (equivalent to an oxide film).

図6は、本発明の実施の形態に係る半導体素子の製造装置の構成を概略的に示すブロック図である。図6に示される半導体素子の製造装置は、CMP装置130と、CMP装置130を制御する制御部140と、ユーザによって指示及びデータなどが入力される入力部150とを備えている。例えば、制御部140は、入力部150から入力されたチップサイズL,Lから、所定の研磨量を得るために必要なCMP処理の時間を決定し、CMP装置130に決定された時間だけCMP処理を実行させる。 FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of the semiconductor device manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention. The semiconductor device manufacturing apparatus shown in FIG. 6 includes a CMP apparatus 130, a control section 140 that controls the CMP apparatus 130, and an input section 150 into which instructions and data are input by a user. For example, the control unit 140 determines the CMP processing time required to obtain a predetermined polishing amount from the chip sizes L 1 and L 2 input from the input unit 150, and only the time determined by the CMP apparatus 130. A CMP process is executed.

図7は、研磨対象となる複数の半導体素子チップを概略的に示す平面図である。図7に示されるように、半導体基板としての半導体ウエハ上には、研磨対象となる複数の半導体素子チップ(製品チップ)11が形成されている。例えば、長辺Lのチップサイズは、18.55mm、短辺Lのチップサイズは1.24mmとすることができる。なお、長辺Lが、15〜20mm程度、短辺Lが、0.8〜2mm程度の半導体素子チップであれば、適用可能である。図8は、図7における、チップサイズ比(L/L)と、AC部上の絶縁膜の膜厚を目標値に揃えるために必要である研磨量〔Å〕(CMP研磨時間)の関係の実測値をプロットしたものである。図8のプロットの傾向を示す実線の直線160からわかるように、チップサイズ比(L/L)と絶縁膜の膜厚を目標値に揃えるために必要である研磨量〔Å〕(この値は、研磨時間に比例している。)は、ほぼ比例関係にあることが分かる。 FIG. 7 is a plan view schematically showing a plurality of semiconductor element chips to be polished. As shown in FIG. 7, a plurality of semiconductor element chips (product chips) 11 to be polished are formed on a semiconductor wafer as a semiconductor substrate. For example, the chip size of the long side L 1 is, 18.55Mm, the chip size of the short side L 2 may be a 1.24 mm. Incidentally, the long sides L 1 is about 15 to 20 mm, a short side L 2 is, if the semiconductor element chip of about 0.8 to 2 mm, can be applied. FIG. 8 shows the chip size ratio (L 1 / L 2 ) in FIG. 7 and the polishing amount [時間] (CMP polishing time) required to align the film thickness of the insulating film on the AC portion with the target value. It is a plot of the measured values of the relationship. As can be seen from the solid line 160 indicating the tendency of the plot in FIG. 8, the polishing amount [Å] (this is necessary to align the chip size ratio (L 1 / L 2 ) and the film thickness of the insulating film to the target values. It can be seen that the value is proportional to the polishing time).

例えば、半導体ウエハは、Si基板であり、CMP装置を用いたCMP処理が行われる半導体素子チップは、Siにより構成されるアクティブ(AC)部と、このAC部を分離する溝部と、AC部及び溝部を覆う絶縁膜とを含む。CMP処理前の半導体素子チップ11の表面形状は、例えば、図1(a)のような形状であり、CMP処理後の半導体素子チップ11の表面形状は、例えば、図1(b)のような形状である。   For example, a semiconductor wafer is a Si substrate, and a semiconductor element chip to be subjected to a CMP process using a CMP apparatus includes an active (AC) portion made of Si, a groove portion that separates the AC portion, an AC portion, And an insulating film covering the groove. The surface shape of the semiconductor element chip 11 before the CMP process is, for example, a shape as shown in FIG. 1A, and the surface shape of the semiconductor element chip 11 after the CMP process is, for example, as shown in FIG. Shape.

また、CMP装置を用いたCMP処理が行われる半導体素子チップは、配線パターンと、この配線パターンを覆う絶縁膜とを含む構造体であってもよい。CMP処理前の半導体素子チップ(図7における11)の表面形状は、例えば、図2(a)のような形状であり、CMP処理後の半導体素子チップ(図7における11)の表面形状は、例えば、図2(b)のような形状である。   Further, the semiconductor element chip to be subjected to the CMP process using the CMP apparatus may be a structure including a wiring pattern and an insulating film covering the wiring pattern. The surface shape of the semiconductor element chip (11 in FIG. 7) before the CMP process is, for example, the shape as shown in FIG. 2A, and the surface shape of the semiconductor element chip (11 in FIG. 7) after the CMP process is For example, the shape is as shown in FIG.

図8は、チップサイズ比と所定の膜厚に揃えるために必要なCMPでの処理量(研磨量)との関係を示す図である。図8は、液晶ドライバのチップであって、長辺のチップサイズが、L、短辺のチップサイズが、Lである場合における、チップサイズ比(L/L)と、AC部上の絶縁膜の膜厚の研磨量〔Å〕(これは、同じCMP装置を同じ条件で用いる場合には、CMP処理の時間に比例する)の関係の実測値をプロットしたものである。図8のプロットの傾向を示す実線の直線160からわかるように、チップサイズ比(L/L)と絶縁膜の膜厚を目標値に揃えるために必要である研磨量〔Å〕(この値は、研磨時間に比例している。)は、ほぼ比例関係にあることが分かる。比例関係を示す直線としては、図8に破線の直線161,162の間の領域内を通る他の直線を採用することも可能である。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the chip size ratio and the amount of processing (polishing amount) in CMP necessary to achieve a predetermined film thickness. FIG. 8 shows a chip of a liquid crystal driver, in which the chip size ratio (L 1 / L 2 ) and the AC part when the long side chip size is L 1 and the short side chip size is L 2. The measured values of the relationship between the polishing amount [Å] of the upper insulating film thickness (which is proportional to the CMP processing time when the same CMP apparatus is used under the same conditions) are plotted. As can be seen from the solid line 160 indicating the tendency of the plot in FIG. 8, the polishing amount [Å] (this is necessary to align the chip size ratio (L 1 / L 2 ) and the film thickness of the insulating film to the target values. It can be seen that the value is proportional to the polishing time). As a straight line indicating the proportional relationship, another straight line passing through the area between the broken straight lines 161 and 162 in FIG. 8 may be employed.

図9は、実施の形態に係る半導体素子の製造方法を概略的に示すフローチャートである。図9に示されるように、半導体装置の製造は、シリコンからのスライスによってウエハを製造するウエハ製造工程(ステップS1)、フォトリソグラフィ技術を用いて回路パターンや絶縁膜などを形成する工程(ステップS2)、本発明の特徴部分であるCMP工程(ステップS3)、ウエハをチップに切り分けるなどのデバイス製造工程(ステップS4)を有している。   FIG. 9 is a flowchart schematically showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment. As shown in FIG. 9, a semiconductor device is manufactured by a wafer manufacturing process (step S1) for manufacturing a wafer by slicing from silicon, a process for forming a circuit pattern, an insulating film, or the like using a photolithography technique (step S2). ), A CMP process (step S3) which is a characteristic part of the present invention, and a device manufacturing process (step S4) such as cutting a wafer into chips.

CMP工程(ステップS3)は、半導体基板上に形成された半導体素子チップに対し、CMP装置を用いたCMP処理を行う時間を決定する工程と、半導体素子チップに対する、CMP装置を用いたCMP処理を、決定された時間だけ行う工程とを有している。CMP処理を行う時間を決定する工程において、図7に示されるように、半導体素子チップの長辺の長さ及び短辺の長さをそれぞれ、L及びLで表すときに、図8に直線160として示すように、チップサイズ比(L/L)の値が大きくなるほど、CMP処理に必要な研磨時間(基準研磨量)が増加する。したがって、研磨量を所定の目標値に揃えるためには、チップサイズ比(L/L)の値が大きくなるほど、CMP処理を行う時間を長い時間に決定することが有効である。 The CMP step (step S3) includes a step of determining a time for performing the CMP process using the CMP apparatus on the semiconductor element chip formed on the semiconductor substrate, and a CMP process using the CMP apparatus for the semiconductor element chip. And a step of performing only for a determined time. In the step of determining the time for performing the CMP process, as shown in FIG. 7, when the length of the long side and the length of the short side of the semiconductor element chip are respectively represented by L 1 and L 2 , FIG. As indicated by the straight line 160, the polishing time (reference polishing amount) required for the CMP process increases as the value of the chip size ratio (L 1 / L 2 ) increases. Therefore, in order to align the polishing amount to a predetermined target value, it is effective to determine the CMP processing time as a longer time as the value of the chip size ratio (L 1 / L 2 ) increases.

具体的には、CMP処理を行う時間を決定する工程において、チップサイズ比(L/L)を、Xとし、CMP装置を用いたCMP処理による、半導体素子チップの研磨量の推定値をY〔Å〕としたときに、
Y=aX+a(a及びaは、正の値)
とし、CMP処理を行う時間T〔秒〕は、推定値Y〔Å〕をCMPでの単位時間当たりの研磨量Z〔Å/秒〕で除することによって得られる。
Specifically, in the step of determining the time for performing the CMP process, the chip size ratio (L 1 / L 2 ) is X, and the estimated value of the polishing amount of the semiconductor element chip by the CMP process using the CMP apparatus is calculated. When Y (Å)
Y = a 1 X + a 2 (a 1 and a 2 are positive values)
The time T [second] for performing the CMP process is obtained by dividing the estimated value Y [Å] by the polishing amount Z [Å / second] per unit time in CMP.

以上に説明したように、本実施の形態に係る半導体素子の製造方法によれば、パターンレシオの計算が不要となり、研磨量を所定の目標値にするCMP処理の時間を容易且つ迅速に算出することができるので、半導体素子の製造に要する期間を短縮することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, it is not necessary to calculate the pattern ratio, and the time for the CMP process for setting the polishing amount to a predetermined target value can be calculated easily and quickly. Therefore, the time required for manufacturing the semiconductor element can be shortened.

また、本実施の形態に係る半導体素子の製造装置を用いれば、パターンレシオの計算が不要となり、研磨量を所定の目標値にするCMP処理の時間を容易且つ迅速に算出することができるので、半導体素子の製造に要する期間を短縮することができる。   Further, if the semiconductor element manufacturing apparatus according to the present embodiment is used, the calculation of the pattern ratio becomes unnecessary, and the time for the CMP process for setting the polishing amount to the predetermined target value can be easily and quickly calculated. The period required for manufacturing the semiconductor element can be shortened.

さらに、チップサイズについては、試作に必要なマスク発注段階で決まっているため、最大の懸案事項であった、試作開始前の研磨時間の予測が可能となる。   Furthermore, since the chip size is determined at the mask ordering stage necessary for the trial production, it is possible to predict the polishing time before the trial production, which is the biggest concern.

10 半導体ウエハ、 11 半導体素子チップ、 130 CMP装置、 131 ヘッド、 132 パッド、 133 プラテン、 134 スラリ供給部、 135 パッドコンディショナ、 140 制御部、 150 入力部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor wafer, 11 Semiconductor element chip, 130 CMP apparatus, 131 head, 132 pad, 133 platen, 134 Slurry supply part, 135 Pad conditioner, 140 Control part, 150 Input part

Claims (6)

半導体基板上に形成された半導体素子チップに対し、CMP装置を用いたCMP処理を行う時間を決定する工程と、
前記半導体素子チップに対する、前記CMP装置を用いた前記CMP処理を、決定された前記CMP処理を行う前記時間だけ行う工程と
を有し、
前記CMP処理を行う前記時間を決定する前記工程において、前記半導体素子チップの長辺の長さ及び短辺の長さをそれぞれ、L及びLで表すときに、前記半導体素子チップの研磨量が所定の目標値になるように、チップサイズ比(L/L)の値が大きくなるほど、前記CMP処理を行う前記時間を長い時間に決定する
ことを特徴とする半導体素子の製造方法。
Determining a time for performing a CMP process using a CMP apparatus on a semiconductor element chip formed on a semiconductor substrate;
Performing the CMP process using the CMP apparatus on the semiconductor element chip for the determined time for performing the CMP process.
In said step of determining the time for the CMP process, the long side of the semiconductor element chip length and short length, respectively, when represented by L 1 and L 2, the polishing amount of the semiconductor element chip The semiconductor device manufacturing method is characterized in that, as the value of the chip size ratio (L 1 / L 2 ) is increased, the time for performing the CMP process is determined to be a longer time so that becomes a predetermined target value.
前記CMP処理を行う前記時間を決定する前記工程において、
チップサイズ比(L/L)を、Xとし、
前記CMP装置を用いた前記CMP処理による、前記半導体素子チップに必要な研磨量の推定値をYとしたときに、
Y=aX+a(a及びaは、正の値)
とし、
前記CMP処理を行う前記時間は、前記推定値Yを、CMPでの単位時間当たりの研磨量Z〔Å/秒〕で除することによって得られる
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。
In the step of determining the time for performing the CMP process,
Let the chip size ratio (L 1 / L 2 ) be X,
When the estimated value of the polishing amount required for the semiconductor element chip by the CMP process using the CMP apparatus is Y,
Y = a 1 X + a 2 (a 1 and a 2 are positive values)
age,
The semiconductor element according to claim 1, wherein the time for performing the CMP process is obtained by dividing the estimated value Y by a polishing amount Z [Z / sec] per unit time in CMP. Manufacturing method.
前記半導体基板は、Si基板であり、
前記CMP装置を用いた前記CMP処理が行われる前記半導体素子チップは、Siにより構成されるアクティブ部と、該アクティブ部を分離する溝部と、前記アクティブ部及び前記溝部を覆う絶縁膜とを含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体素子の製造方法。
The semiconductor substrate is a Si substrate;
The semiconductor element chip to be subjected to the CMP process using the CMP apparatus includes an active portion made of Si, a groove portion that separates the active portion, and an insulating film that covers the active portion and the groove portion. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
前記半導体基板は、Si基板であり、
前記CMP装置を用いた前記CMP処理が行われる前記半導体素子チップは、配線パターンと、該配線パターンを覆う絶縁膜とを含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体素子の製造方法。
The semiconductor substrate is a Si substrate;
The method of manufacturing a semiconductor element according to claim 1, wherein the semiconductor element chip on which the CMP process using the CMP apparatus is performed includes a wiring pattern and an insulating film covering the wiring pattern. .
CMP処理を行うCMP装置と、
前記CMP装置に前記CMP処理を実行させる制御部と
を有し、
前記制御部は、
半導体基板上に形成された半導体素子チップに対し、前記CMP装置を用いた前記CMP処理を行う時間を決定し、
前記半導体素子チップに対する、前記CMP装置を用いた前記CMP処理を、決定された前記CMP処理を行う前記時間だけ実行させ、
前記CMP処理を行う前記時間は、前記半導体素子チップの長辺の長さ及び短辺の長さをそれぞれ、L及びLで表すときに、前記半導体素子チップの研磨量が所定の目標値になるように、チップサイズ比(L/L)の値が大きくなるほど、長い時間に決定される
ことを特徴とする半導体素子の製造装置。
A CMP apparatus for performing a CMP process;
A control unit that causes the CMP apparatus to execute the CMP process;
The controller is
Determining a time for performing the CMP process using the CMP apparatus on the semiconductor element chip formed on the semiconductor substrate;
The CMP process using the CMP apparatus for the semiconductor element chip is executed for the determined time to perform the CMP process,
The time for the CMP process, the long side of the semiconductor element chip length and short length, respectively, when represented by L 1 and L 2, the semiconductor device chip polishing amount is a predetermined target value of so that the chip size ratio (L 1 / L 2) values of the increases, apparatus for manufacturing a semiconductor device characterized by being determined to have long time.
前記制御部は、
チップサイズ比(L/L)を、Xとし、
前記CMP装置を用いた前記CMP処理による、前記半導体素子チップに必要な研磨量の推定値をYとしたときに、
Y=aX+a(a及びaは、正の値)
とし、
前記CMP処理を行う前記時間は、前記推定値Yを、CMPでの単位時間当たりの研磨量Z〔Å/秒〕で除することによって得られる
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体素子の製造装置。
The controller is
Let the chip size ratio (L 1 / L 2 ) be X,
When the estimated value of the polishing amount required for the semiconductor element chip by the CMP process using the CMP apparatus is Y,
Y = a 1 X + a 2 (a 1 and a 2 are positive values)
age,
The semiconductor element according to claim 5, wherein the time for performing the CMP process is obtained by dividing the estimated value Y by a polishing amount Z [Å / second] per unit time in CMP. Manufacturing equipment.
JP2012061858A 2012-03-19 2012-03-19 Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus Active JP6018773B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012061858A JP6018773B2 (en) 2012-03-19 2012-03-19 Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012061858A JP6018773B2 (en) 2012-03-19 2012-03-19 Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013197260A JP2013197260A (en) 2013-09-30
JP6018773B2 true JP6018773B2 (en) 2016-11-02

Family

ID=49395867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012061858A Active JP6018773B2 (en) 2012-03-19 2012-03-19 Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6018773B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004040004A (en) * 2002-07-08 2004-02-05 Renesas Technology Corp Chemical-mechanical polishing method utilizing wiring design data, method for manufacturing worked product and method for determining design rule
JP2007005834A (en) * 2006-10-10 2007-01-11 Renesas Technology Corp Polishing method and polishing system
JP2009158749A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Ricoh Co Ltd Chemical mechanical polishing method and chemical mechanical polishing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013197260A (en) 2013-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7452817B2 (en) CMP method providing reduced thickness variations
TW515001B (en) Method of chemical mechanical polishing
JP6244962B2 (en) Manufacturing method of semiconductor wafer
US20010000773A1 (en) Method for determining a polishing recipe based upon the measured pre-polish thickness of a process layer
JP2001015460A5 (en)
WO2014026549A1 (en) Chemical mechanical polishing method for shallow trench isolation structure
JP3115025B2 (en) Polishing pad for semiconductor wafer and polishing method
JP5141068B2 (en) Polishing method, polishing apparatus, and semiconductor device manufacturing method
US6530822B1 (en) Method for controlling polishing time in chemical-mechanical polishing process
US6291253B1 (en) Feedback control of deposition thickness based on polish planarization
JP6018773B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus
WO2012073317A1 (en) Method of manufacturing recycled semiconductor wafer
CN101081488A (en) Online control method of mixed type chemical mechanical buffing technics
JP5473818B2 (en) Polishing apparatus and polishing method
JP2009016484A (en) Dresser for cmp and manufacturing method of semiconductor device
CN102371534B (en) Chemical mechanical polishing method for surface of wafer
TWI748250B (en) Method and system for performing chemical mechanical polishing on a wafer
US8980748B2 (en) Substrate polishing method, semiconductor device and fabrication method therefor
US6551922B1 (en) Method for making a semiconductor device by variable chemical mechanical polish downforce
CN107914213A (en) A kind of chemical and mechanical grinding method
JP2005193342A (en) Polishing device and method
JP3727509B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
TWI473155B (en) Process method for planarizing a semiconductor device
CN108875098B (en) Modeling method and device for chemical mechanical polishing process of high-k metal gate
TW200908120A (en) Manufacturing method of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160119

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160318

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161003

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6018773

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150