JP2002334879A - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 埋め込み配線を形成する工程において、ウェ
ハのベベル領域の絶縁膜がエッチングされることを防
ぐ。
【解決手段】 ウェハ1のベベル領域に、保護膜17を
形成し、そのベベル領域における絶縁膜16の表面を被
う。続いて、絶縁膜16上にフォトレジスト膜18を成
膜し、次いでフォトレジスト膜18をパターニングす
る。この時、フォトレジスト膜18の一部は、ウェハ1
のベベル領域において保護膜17上に重なるように形成
する。その後、フォトレジスト膜18をマスクとして絶
縁膜16およびエッチストッパ膜15をエッチングす
る。
(57) Abstract: In a step of forming a buried interconnect, an insulating film in a bevel region of a wafer is prevented from being etched. A protective film is formed in a bevel region of a wafer, and covers a surface of an insulating film in the bevel region. Subsequently, a photoresist film 18 is formed on the insulating film 16, and then the photoresist film 18 is patterned. At this time, a part of the photoresist film 18 is
Is formed so as to overlap the protective film 17 in the bevel region. Thereafter, the insulating film 16 and the etch stopper film 15 are etched using the photoresist film 18 as a mask.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造方法に関し、特に、絶縁膜に形成した配線溝内
に銅を主成分として含む導電性膜を堆積した後、配線溝
の外部の導電性膜を除去することで配線を形成する半導
体集積回路装置の製造方法に適用して有効な技術に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, in which a conductive film containing copper as a main component is deposited in a wiring groove formed in an insulating film. The present invention relates to a technique which is effective when applied to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a wiring is formed by removing a conductive film.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路装置を構成する配線の抵
抗の低減に関して、配線材料に銅系材料(Cu(銅)ま
たは銅合金)の適用が進められている。2. Description of the Related Art In order to reduce the resistance of wiring constituting a semiconductor integrated circuit device, a copper-based material (Cu (copper) or copper alloy) has been applied to a wiring material.
【0003】本発明者らは、銅系材料を用いて配線を形
成するダマシン(Damascene)法について検討してい
る。このダマシン法は、絶縁膜に配線形成用の溝を形成
した後、その絶縁膜上および配線形成用の溝内に配線形
成用の導体膜を被着し、さらに、その導体膜の不要な部
分を化学機械研磨(CMP;Chemical Mechanical Poli
shing)法等により除去し、上記溝内のみに導体膜を残
すことにより配線形成用の溝内に埋込配線を形成する方
法である。この方法によれば、配線の寸法を通常構造の
配線の寸法に比べて小さくすることができ、特に、エッ
チング法による微細加工が困難な銅系材料の加工寸法を
小さくできる。The present inventors are studying a damascene method for forming a wiring using a copper-based material. In this damascene method, after forming a groove for forming a wiring in an insulating film, a conductor film for forming a wiring is deposited on the insulating film and in the groove for forming the wiring, and further, unnecessary portions of the conductive film are formed. Chemical Mechanical Polishing (CMP)
This is a method in which a buried wiring is formed in a groove for forming a wiring by removing the conductive film only in the above-described groove by removing it by a shing method or the like. According to this method, the size of the wiring can be made smaller than the size of the wiring having the normal structure, and in particular, the processing size of a copper-based material that is difficult to perform fine processing by the etching method can be reduced.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者ら
は、上記のダマシン法を用いた配線形成工程においては
以下のような問題があることを見出した。By the way, the present inventors have found that the following problems occur in the wiring forming process using the above damascene method.
【0005】すなわち、上記のドライエッチング工程前
において、マスクとなるフォトレジスト膜を形成する
が、このフォトレジスト膜はウェハ端部より裏面へ回り
込むように形成されてしまう。また、ウェハの外周部に
形成されたフォトレジスト膜はドライエッチング工程後
も残りやすい。そのため、ウェハの外周部のフォトレジ
スト膜が、ドライエッチング装置内のウェハを搭載する
ステージに付着して異物源となる可能性がある。たとえ
ば、マイクロプロセッサ等のような論理回路を有する半
導体集積回路装置の歩留りは、その製造に用いられるウ
ェハに付着する異物によって大きく影響されることか
ら、製造中の異物の発生の抑制が望まれる。That is, a photoresist film serving as a mask is formed before the above-described dry etching step, but this photoresist film is formed so as to extend from the edge of the wafer to the back surface. Further, the photoresist film formed on the outer peripheral portion of the wafer tends to remain even after the dry etching process. Therefore, there is a possibility that the photoresist film on the outer peripheral portion of the wafer adheres to the stage on which the wafer is mounted in the dry etching apparatus and becomes a foreign matter source. For example, the yield of a semiconductor integrated circuit device having a logic circuit such as a microprocessor is greatly affected by foreign matter adhering to a wafer used for manufacturing the same. Therefore, it is desired to suppress the generation of foreign matter during manufacturing.
【0006】この課題を解決するために、ウェハの外周
部に形成されたフォトレジスト膜は、ドライエッチング
工程前に予め除去される。そのため、上記のドライエッ
チング工程時においては、ウェハの外周部をエッチング
から保護するクランプ機構がドライエッチング装置に設
けられていないと、ウェハの外周部およびベベル領域に
おいても上記絶縁膜はエッチングされてしまう。In order to solve this problem, the photoresist film formed on the outer peripheral portion of the wafer is removed before the dry etching step. For this reason, in the above-described dry etching step, if the dry etching apparatus is not provided with a clamp mechanism for protecting the outer peripheral portion of the wafer from etching, the insulating film is also etched in the outer peripheral portion and the bevel region of the wafer. .
【0007】ここで、上記ドライエッチング装置が枚葉
式である場合、ウェハの外周部およびベベル領域に形成
される絶縁膜の厚さについてまで制御されておらず、そ
の膜厚は、製品となる半導体チップ(以下、チップと略
す)が取得される領域(チップ取得領域という)の膜厚
に比べてはるかに薄くしか形成されていないことが一般
的である。つまり、ウェハの外周部およびベベル領域に
おいては、絶縁膜は薄くしか形成されていないにもかか
わらず、フォトレジスト膜も除去されていることから、
その薄い絶縁膜が必ずドライエッチング雰囲気に曝され
ることになる。そのため、ウェハの外周部およびベベル
領域では、その絶縁膜が全てエッチングされてしまうこ
とになる。それにより、その絶縁膜の下層に形成されて
いる配線が露出したり、さらに下層の絶縁膜までエッチ
ングが及ぶ場合がある。その結果、ウェハの外周部およ
びベベル領域の表面は不均一にエッチングされた粗い表
面となり、異物の発生源となる問題がある。特に、下層
の配線などを形成する金属膜が露出した場合には、その
金属膜が剥がれて異物となる可能性が高い。Here, when the dry etching apparatus is of a single wafer type, the thickness of the insulating film formed on the outer peripheral portion and the bevel region of the wafer is not controlled, and the film thickness becomes a product. Generally, a semiconductor chip (hereinafter, abbreviated as a chip) is generally formed so as to be much thinner than a film thickness of a region where the semiconductor chip is obtained (hereinafter referred to as a chip obtaining region). That is, in the outer peripheral portion and the bevel region of the wafer, the photoresist film is also removed although the insulating film is formed only thinly.
The thin insulating film is always exposed to a dry etching atmosphere. Therefore, in the outer peripheral portion and the bevel region of the wafer, the insulating film is entirely etched. As a result, a wiring formed below the insulating film may be exposed, or etching may reach a lower insulating film. As a result, the outer peripheral portion and the surface of the bevel region of the wafer become a rough surface etched unevenly, and there is a problem that a foreign material is generated. In particular, when a metal film forming a lower wiring or the like is exposed, the metal film is likely to be peeled off and become a foreign substance.
【0008】また、ウェハ上に配線を多層に形成する場
合には、最終的にウェハの外周部およびベベル領域にお
ける絶縁膜はすべてドライエッチングされてしまい、ウ
ェハの粗い表面が露出することになってしまう。このウ
ェハの粗い表面上にダマシン法で配線を形成すると、C
uの拡散を防ぐバリア導体膜およびシード膜となるCu
膜がスパッタリング法などにより順次堆積され、さらに
その上にめっき法などによりCu膜が堆積される。しか
しながら、ウェハの粗い表面上に形成されるバリア導体
膜は、その粗い表面を完全に被うことができないか、も
しくはバリア機能に十分な膜厚で成膜されない。そのた
め、バリア導体膜上に成膜されるCu膜に対する拡散防
止性が低下し、ウェハ中へCuが拡散してしまう問題が
ある。Cuは、Si中での拡散速度が極めて大きいこと
が知られており、このウェハの外周部より侵入したCu
がチップ取得領域まで拡散し、デバイス特性に影響する
場合がある。Further, when wirings are formed in multiple layers on a wafer, all the insulating films in the outer peripheral portion and the bevel region of the wafer are finally dry-etched, so that the rough surface of the wafer is exposed. I will. When wiring is formed on the rough surface of this wafer by the damascene method, C
Cu for barrier conductor film and seed film for preventing diffusion of u
A film is sequentially deposited by a sputtering method or the like, and a Cu film is further deposited thereon by a plating method or the like. However, the barrier conductor film formed on the rough surface of the wafer cannot completely cover the rough surface or is not formed with a film thickness sufficient for the barrier function. Therefore, there is a problem that the diffusion preventing property for the Cu film formed on the barrier conductor film is reduced, and Cu is diffused into the wafer. It is known that the diffusion rate of Cu in Si is extremely high, and Cu invading from the outer periphery of the wafer
May diffuse to the chip acquisition area and affect device characteristics.
【0009】そこで、本発明者らは、ウェハへのCuの
侵入を防ぐという観点から公知例を調査した。Therefore, the present inventors investigated known examples from the viewpoint of preventing intrusion of Cu into the wafer.
【0010】たとえば、特開2000−260776号
公報には、ウェハの外周領域、ベベル領域および裏面領
域などのCuの侵入が懸念される領域の少なくとも1領
域に、Cuなどの可動イオンを捕獲またはその拡散を防
ぐ機能を付与する技術について開示されている。[0010] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-260776 discloses that at least one of the regions where the intrusion of Cu, such as the outer peripheral region, bevel region, and back surface region, of a wafer is likely to trap Cu or mobile ions. A technique for providing a function of preventing diffusion is disclosed.
【0011】また、たとえば、特開2000−9117
5号公報には、ウェハのベベル領域および裏面領域など
のCuの侵入が懸念される領域に、Cuの侵入および拡
散を防ぐための保護絶縁膜を形成する技術について開示
されている。[0011] For example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-9117.
No. 5 discloses a technique for forming a protective insulating film for preventing intrusion and diffusion of Cu in a region where Cu is likely to enter, such as a bevel region and a back surface region of a wafer.
【0012】本発明の目的は、半導体集積回路装置の製
造工程中における、ウェハの外周部からの異物の発生を
防ぐ技術を提供することにある。An object of the present invention is to provide a technique for preventing generation of foreign matter from the outer peripheral portion of a wafer during a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device.
【0013】また、本発明の他の目的は、ウェハの外周
部からのCuの拡散を防ぐ技術を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a technique for preventing the diffusion of Cu from the outer peripheral portion of a wafer.
【0014】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 become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】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。SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.
【0016】すなわち、本発明は、半導体ウェハ上の絶
縁膜上にマスキング層を形成する工程と、前記半導体ウ
ェハの外周部の第1領域に所定の膜厚の保護膜を形成す
る工程と、前記マスキング層および前記保護膜を形成し
た後、前記マスキング層をマスクとして前記絶縁膜をエ
ッチングし、接続孔および配線溝の少なくとも一方を形
成する工程とを含むものである。That is, the present invention provides a step of forming a masking layer on an insulating film on a semiconductor wafer, a step of forming a protective film having a predetermined thickness in a first region on an outer peripheral portion of the semiconductor wafer, Forming the masking layer and the protective film, and then etching the insulating film using the masking layer as a mask to form at least one of a connection hole and a wiring groove.
【0017】また、本発明は、半導体ウェハ上の絶縁膜
上にマスキング層を形成する工程と、前記半導体ウェハ
の外周部の第1領域に所定の膜厚の保護膜を形成する工
程と、前記マスキング層および前記保護膜を形成した
後、前記マスキング層をマスクとして前記絶縁膜をエッ
チングし、接続孔および配線溝の少なくとも一方を形成
する工程と、前記絶縁膜をエッチングした後に、前記マ
スキング層および前記保護膜を除去する工程と、前記接
続孔および前記配線溝の内部を含む前記絶縁膜の表面に
第1導電性膜を形成する工程と、前記第1導電性膜の表
面に前記接続孔および前記配線溝を埋め込む第2導電性
膜を成膜する工程と、前記接続孔および前記配線溝の外
部の前記第1導電性膜および前記第2導電性膜を除去
し、プラグおよび配線の少なくとも一方を形成する工程
とを含むものである。The present invention also provides a step of forming a masking layer on an insulating film on a semiconductor wafer, a step of forming a protective film having a predetermined thickness in a first region on an outer peripheral portion of the semiconductor wafer, After forming the masking layer and the protective film, etching the insulating film using the masking layer as a mask, forming at least one of a connection hole and a wiring groove; and, after etching the insulating film, the masking layer and Removing the protective film, forming a first conductive film on the surface of the insulating film including the inside of the connection hole and the wiring groove, and forming the first hole on the surface of the first conductive film. Forming a second conductive film for filling the wiring groove, removing the first conductive film and the second conductive film outside the connection hole and the wiring groove, and forming a plug and a wiring; It is intended to include a step of forming at least one.
【0018】また、本発明は、半導体ウェハ上の絶縁膜
上にマスキング層を形成する工程と、前記半導体ウェハ
の外周部の第1領域に有機系材料を主成分とする所定の
膜厚の保護膜を形成する工程と、前記マスキング層およ
び前記保護膜を形成した後、前記マスキング層をマスク
として前記絶縁膜をエッチングし、接続孔および配線溝
の少なくとも一方を形成する工程とを含むものである。The present invention also provides a step of forming a masking layer on an insulating film on a semiconductor wafer, and a method of protecting a predetermined thickness of an organic material as a main component in a first region on an outer peripheral portion of the semiconductor wafer. Forming a film and, after forming the masking layer and the protective film, etching the insulating film using the masking layer as a mask to form at least one of a connection hole and a wiring groove.
【0019】また、本発明は、半導体ウェハ上の絶縁膜
上にマスキング層を形成する工程と、前記半導体ウェハ
の外周部の第1領域に有機系材料を主成分とする所定の
膜厚の保護膜を形成する工程と、前記マスキング層およ
び前記保護膜を形成した後、前記マスキング層をマスク
として前記絶縁膜をエッチングし、接続孔および配線溝
の少なくとも一方を形成する工程と、前記絶縁膜をエッ
チングした後に、前記マスキング層および前記保護膜を
除去する工程と、前記接続孔および前記配線溝の内部を
含む前記絶縁膜の表面に第1導電性膜を形成する工程
と、前記第1導電性膜の表面に前記接続孔および前記配
線溝を埋め込む第2導電性膜を成膜する工程と、前記接
続孔および前記配線溝の外部の前記第1導電性膜および
前記第2導電性膜を除去し、プラグおよび配線の少なく
とも一方を形成する工程とを含むものである。Further, the present invention provides a step of forming a masking layer on an insulating film on a semiconductor wafer, and protecting a predetermined thickness of an organic material as a main component in a first region on an outer peripheral portion of the semiconductor wafer. Forming a film, and after forming the masking layer and the protective film, etching the insulating film using the masking layer as a mask to form at least one of a connection hole and a wiring groove; and Removing the masking layer and the protective film after the etching, forming a first conductive film on the surface of the insulating film including the inside of the connection hole and the wiring groove; Forming a second conductive film for burying the connection hole and the wiring groove on the surface of the film; and forming the first conductive film and the second conductive film outside the connection hole and the wiring groove. Removed by It is intended to include a step of forming at least one of the plug and wire.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing the present invention in detail,
The meaning of the terms in the present application is as follows.
【0021】ウェハとは、集積回路の製造に用いる単結
晶シリコン基板(一般にほぼ平面円形状)、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。また、本願に
おいて半導体集積回路装置と言う時は、シリコンウェハ
やサファイア基板等の半導体または絶縁体基板上に作ら
れるものだけでなく、特に、そうでない旨が明示された
場合を除き、TFT(Thin-Film-Transistor)およびS
TN(Super-Twisted-Nematic)液晶等のようなガラス
等の絶縁基板上に作られるもの等も含むものとする。The wafer refers to a single-crystal silicon substrate (generally a substantially circular plane), a sapphire substrate, a glass substrate, other insulating, anti-insulating or semiconductor substrates, etc., used for manufacturing an integrated circuit, and a composite substrate thereof. In the present application, the term “semiconductor integrated circuit device” refers not only to a semiconductor integrated circuit device formed on a semiconductor such as a silicon wafer or a sapphire substrate or an insulator substrate, but also to a TFT (Thin) unless it is explicitly stated otherwise. -Film-Transistor) and S
It also includes those made on an insulating substrate such as glass such as TN (Super-Twisted-Nematic) liquid crystal.
【0022】素子形成面とは、ウェハの主面であって、
その面にフォトリソグラフィ技術により複数のチップ領
域に対応するデバイスパターンが形成される面を言う。The element formation surface is the main surface of the wafer,
A surface on which device patterns corresponding to a plurality of chip regions are formed by photolithography.
【0023】ウェハのベベル領域とは、ウェハの外周部
においてウェハの主面および裏面の平坦な面に対して角
度がついた領域を言う。The bevel region of the wafer refers to a region at an outer peripheral portion of the wafer that is angled with respect to the flat surface of the main surface and the back surface of the wafer.
【0024】転写パターンとは、マスクによってウェハ
上に転写されたパターンであって、具体的にはレジスト
パターンおよびレジストパターンをマスクとして実際に
形成されたウェハ上のパターンを言う。The transfer pattern is a pattern transferred onto a wafer by a mask, and specifically refers to a resist pattern and a pattern on the wafer actually formed using the resist pattern as a mask.
【0025】レジストパターンとは、感光性樹脂膜(レ
ジスト膜)をフォトリソグラフィ技術によりパターニン
グした膜パターンを言う。なお、このパターンには、該
当する部分に関して全く開口のない単なるレジスト膜を
含む。The resist pattern is a film pattern obtained by patterning a photosensitive resin film (resist film) by a photolithography technique. Note that this pattern includes a simple resist film having no opening in the corresponding portion.
【0026】枚葉処理とは、ウエハに対して各種の処理
を行う場合に、ウエハを1枚ずつ処理する方式を言う。
処理条件をウエハ毎に制御できるので、処理の精度や再
現性に優れ、さらに、装置自体の小型化に有利である。The single-wafer processing refers to a method of processing various wafers one by one when performing various processing on the wafers.
Since the processing conditions can be controlled for each wafer, the processing accuracy and reproducibility are excellent, and it is advantageous for miniaturization of the apparatus itself.
【0027】化学機械研磨とは、一般に被研磨面を相対
的に軟らかい布様のシート材料などからなる研磨パッド
に接触させた状態で、スラリを供給しながら面方向に相
対移動させて研磨を行うことを言い、本願においてはそ
の他、被研磨面を硬質の砥石面に対して相対移動させる
ことによって研磨を行うCML(Chemical Mechanical
Lapping)、その他の固定砥粒を使用するもの、および
砥粒を使用しない砥粒フリーCMPなども含むものとす
る。In general, the chemical mechanical polishing is performed in such a manner that a surface to be polished is brought into contact with a polishing pad made of a relatively soft cloth-like sheet material or the like, and is relatively moved in the surface direction while supplying a slurry to perform polishing. In addition, in the present application, in addition to this, a CML (Chemical Mechanical) in which polishing is performed by moving a surface to be polished relatively to a hard grindstone surface.
Lapping), abrasives using other fixed abrasives, and abrasive-free CMP using no abrasives.
【0028】以下の実施の形態においては、便宜上その
必要があるときに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。In the following embodiments, for the sake of convenience, the description will be made by dividing into a plurality of sections or embodiments when necessary, but unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. Is related to some or all of the other modifications, details, supplementary explanations, and the like.
【0029】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よい。In the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, amount, range, etc.), the number is particularly limited to a specific number and is clearly limited to a specific number in principle. Except in cases, the number is not limited to the specific number, and may be more than or less than the specific number.
【0030】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。Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps, etc.) are not necessarily essential, unless otherwise specified, and when it is deemed essential in principle. Needless to say, there is nothing.
【0031】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。Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, and the like of the constituent elements, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is considered that this is not clearly the case, etc. And those similar or similar to the shape or the like. This is the same for the above numerical values and ranges.
【0032】また、本実施の形態においては、電界効果
トランジスタを代表するMISFET(Metal Insulato
r Semiconductor Field Effect Transistor)をMIS
と略し、pチャネル型のMISFETをpMISと略
し、nチャネル型のMISFETをnMISと略す。Also, in the present embodiment, a MISFET (Metal Insulato
r Semiconductor Field Effect Transistor)
, The p-channel MISFET is abbreviated as pMIS, and the n-channel MISFET is abbreviated as nMIS.
【0033】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. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.
【0034】(実施の形態1)本実施の形態1は、たと
えば半導体基板のp型ウェルにnMISQnが形成され
た半導体集積回路装置の製造方法に本発明を適用したも
のである。(Embodiment 1) In Embodiment 1, the present invention is applied to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which, for example, nMISQn is formed in a p-type well of a semiconductor substrate.
【0035】まず、図1に示すように、たとえば比抵抗
が10Ωcm程度の単結晶シリコンからなるウェハ(半
導体ウェハ)1を850℃程度で熱処理して、その表面
に膜厚10nm程度の薄い酸化シリコン膜を形成する。
この酸化シリコン膜は、後の工程で素子分離溝の内部に
埋め込まれる酸化シリコン膜をデンシファイ(焼き締
め)するときなどに基板に加わるストレスを緩和する目
的で形成される。次いで、その酸化シリコン膜の上に、
たとえば膜厚120nm程度の窒化シリコン膜をCVD
(Chemical Vapor Deposition)法で堆積する。窒化シ
リコン膜は酸化されにくい性質を持つので、その下部
(活性領域)のウェハ1の表面の酸化を防止するマスク
として利用される。First, as shown in FIG. 1, a wafer (semiconductor wafer) 1 made of, for example, single crystal silicon having a specific resistance of about 10 Ωcm is heat-treated at about 850 ° C., and a thin silicon oxide film having a thickness of about 10 nm is formed on its surface. Form a film.
This silicon oxide film is formed for the purpose of relieving stress applied to the substrate when densifying (burning) the silicon oxide film embedded in the element isolation trench in a later step. Next, on the silicon oxide film,
For example, a silicon nitride film having a thickness of about 120 nm is formed by CVD.
(Chemical Vapor Deposition) method. Since the silicon nitride film has the property of being hardly oxidized, it is used as a mask for preventing the oxidation of the surface of the wafer 1 below (the active region).
【0036】次に、フォトリソグラフィ技術によりパタ
ーニングされたフォトレジスト膜をマスクにしたドライ
エッチングにより、素子分離領域の上記窒化シリコン膜
および酸化シリコン膜を除去する。続いて、残った窒化
シリコン膜をマスクにしたドライエッチングで素子分離
領域のウェハ1に深さ350nm程度の溝2を形成す
る。Next, the silicon nitride film and the silicon oxide film in the element isolation region are removed by dry etching using a photoresist film patterned by a photolithography technique as a mask. Subsequently, a groove 2 having a depth of about 350 nm is formed in the wafer 1 in the element isolation region by dry etching using the remaining silicon nitride film as a mask.
【0037】続いて、エッチングで溝2の内壁に生じた
ダメージ層を除去するために、ウェハ1を1000℃程
度で熱処理して溝2の内壁に膜厚10nm程度の薄い酸
化シリコン膜3を形成する。続いて、ウェハ1上に膜厚
380nm程度の酸化シリコン膜4をCVD法で堆積
し、次いで酸化シリコン膜4の膜質を改善するために、
ウェハ1を熱処理して酸化シリコン膜4をデンシファイ
(焼き締め)する。Subsequently, in order to remove a damaged layer formed on the inner wall of the groove 2 by etching, the wafer 1 is heat-treated at about 1000 ° C. to form a thin silicon oxide film 3 with a film thickness of about 10 nm on the inner wall of the groove 2. I do. Subsequently, a silicon oxide film 4 having a thickness of about 380 nm is deposited on the wafer 1 by the CVD method, and then, in order to improve the film quality of the silicon oxide film 4,
The wafer 1 is heat-treated to densify (bake) the silicon oxide film 4.
【0038】次に、上記窒化シリコン膜をストッパに用
いたCMP法で酸化シリコン膜4を研磨して溝2の内部
に残すことにより、表面が平坦化された素子分離溝を形
成する。続いて、熱リン酸を用いたウェットエッチング
でウェハ1の活性領域上に残った窒化シリコン膜および
酸化シリコン膜を除去する。Next, the silicon oxide film 4 is polished by a CMP method using the silicon nitride film as a stopper and is left inside the groove 2 to form an element isolation groove having a flattened surface. Subsequently, the silicon nitride film and the silicon oxide film remaining on the active region of the wafer 1 are removed by wet etching using hot phosphoric acid.
【0039】次に、ウェハ1に熱処理を施して、ウェハ
1の主面にイオン打ち込みの際のパッド酸化膜となる薄
い酸化シリコン膜(図示せず)を形成する。続いて、ウ
ェハ1のnMISを形成する領域にp型不純物、たとえ
ばB(ホウ素)をイオン注入してp型ウエル5を形成す
る。このp型ウェル5を形成した後、このイオン打ち込
み工程に用いた上記酸化シリコン膜をHF(フッ酸)系
の洗浄液を使って除去する。Next, a heat treatment is performed on the wafer 1 to form a thin silicon oxide film (not shown) on the main surface of the wafer 1 which becomes a pad oxide film at the time of ion implantation. Subsequently, a p-type impurity, for example, B (boron) is ion-implanted into a region of the wafer 1 where an nMIS is to be formed, thereby forming a p-type well 5. After the formation of the p-type well 5, the silicon oxide film used in the ion implantation step is removed using a HF (hydrofluoric acid) -based cleaning solution.
【0040】次に、図2に示すように、ウェハ1をウェ
ット酸化してp型ウエル5の表面に膜厚3.5nm程度
の清浄なゲート酸化膜6を形成する。続いて、ウェハ1
上に膜厚90〜100nm程度のノンドープ多結晶Si
膜をCVD法で堆積する。なお、この多結晶Si膜は、
たとえばCVD法で非晶質(アモルファス)Siを堆積
した後、その非晶質Siに熱処理を施し、非晶質Siを
多結晶Siへと変化させることで形成してもよい。Next, as shown in FIG. 2, the wafer 1 is wet-oxidized to form a clean gate oxide film 6 having a thickness of about 3.5 nm on the surface of the p-type well 5. Then, wafer 1
Non-doped polycrystalline Si having a thickness of about 90 to 100 nm
A film is deposited by a CVD method. Note that this polycrystalline Si film is
For example, after depositing amorphous (amorphous) Si by a CVD method, the amorphous Si may be subjected to a heat treatment to change the amorphous Si into polycrystalline Si.
【0041】続いて、イオン注入用のマスクを用いて、
p型ウエル5の上部のノンドープ多結晶Si膜に、たと
えばP(リン)をイオン注入してn型多結晶Si膜を形
成する。さらに、そのn型多結晶Si膜の表面に酸化シ
リコン膜を堆積して積層膜を形成し、フォトリソグラフ
ィによりパターニングされたフォトレジスト膜をマスク
としてその積層膜をエッチングし、ゲート電極7および
キャップ絶縁膜8を形成する。なお、ゲート電極7の上
部にWSix、MoSix、TiSix、TaSixまたは
CoSixなどの高融点金属シリサイド膜を積層しても
よい。キャップ絶縁膜8は、たとえばCVD法により形
成することができる。Subsequently, using a mask for ion implantation,
For example, P (phosphorus) is ion-implanted into the non-doped polycrystalline Si film above the p-type well 5 to form an n-type polycrystalline Si film. Further, a silicon oxide film is deposited on the surface of the n-type polycrystalline Si film to form a laminated film, and the laminated film is etched using a photoresist film patterned by photolithography as a mask, thereby forming a gate electrode 7 and a cap insulating film. A film 8 is formed. Incidentally, WSi x over the gate electrode 7, MoSi x, TiSi x, may be stacked refractory metal silicide film such as TaSi x or CoSi x. The cap insulating film 8 can be formed by, for example, a CVD method.
【0042】続いて、ゲート電極7の加工に用いたフォ
トレジスト膜を除去した後、p型ウエル5にn型不純
物、たとえばPをイオン注入してゲート電極7の両側の
p型ウエル7にn-型半導体領域9を形成する。Subsequently, after removing the photoresist film used for processing the gate electrode 7, an n-type impurity, for example, P is ion-implanted into the p-type well 5 and n-type impurities are implanted into the p-type well 7 on both sides of the gate electrode 7. The- type semiconductor region 9 is formed.
【0043】続いて、ウェハ1上に膜厚100nm程度
の酸化シリコン膜をCVD法で堆積する。その後、反応
性イオンエッチング(RIE)法を用いてこの酸化シリ
コン膜を異方性エッチングすることにより、nMISの
ゲート電極7の側壁にサイドウォールスペーサ10を形
成する。続いて、p型ウエル5にn型不純物、たとえば
As(ヒ素)をイオン注入してnMISのn+型半導体
領域11(ソース、ドレイン)を形成する。これによ
り、nMISQnにLDD(Lightly Doped Drain)構
造のソース、ドレイン領域が形成され、nMISQnが
完成する。Subsequently, a silicon oxide film having a thickness of about 100 nm is deposited on the wafer 1 by the CVD method. Thereafter, the silicon oxide film is anisotropically etched using a reactive ion etching (RIE) method to form a sidewall spacer 10 on the side wall of the gate electrode 7 of the nMIS. Subsequently, an n-type impurity, for example, As (arsenic) is ion-implanted into the p-type well 5 to form the n + -type semiconductor region 11 (source and drain) of nMIS. Thus, source and drain regions having an LDD (Lightly Doped Drain) structure are formed in nMISQn, and nMISQn is completed.
【0044】次に、図3および図4に示すように、ウェ
ハ1上にCVD法で酸化シリコン膜12を堆積する。な
お、図4においては、特にウェハ1の素子形成面(主
面)、裏面およびベベル領域を含む領域を示し、その構
成をわかりやすくするために、上記の各工程後にウェハ
1上に残った薄膜をまとめて薄膜Tとして示す。その
後、その酸化シリコン膜12を、たとえばCMP法で研
磨することにより、その表面を平坦化する。Next, as shown in FIGS. 3 and 4, a silicon oxide film 12 is deposited on the wafer 1 by the CVD method. FIG. 4 shows a region including the element formation surface (main surface), the back surface, and the bevel region of the wafer 1, and the thin film remaining on the wafer 1 after each of the above-described steps for easy understanding of the configuration. Are collectively shown as a thin film T. Thereafter, the surface is flattened by polishing the silicon oxide film 12 by, for example, a CMP method.
【0045】次に、図5に示すように、ウェハ1の主面
のn+型半導体領域11上の酸化シリコン膜12に、フ
ォトリソグラフィ技術を用いて接続孔13を開孔する。
続いて、ウェハ1上に、スパッタリング法により、たと
えば窒化チタンなどのバリア導体膜14Aを形成し、さ
らにCVD法により、たとえばタングステンなどの導電
性膜14Bを堆積する。続いて、接続孔13以外の酸化
シリコン膜12上のバリア導体膜14Aおよび導電性膜
14BをたとえばCMP法により除去し、プラグ14を
形成する。Next, as shown in FIG. 5, a connection hole 13 is formed in the silicon oxide film 12 on the n + type semiconductor region 11 on the main surface of the wafer 1 by using a photolithography technique.
Subsequently, a barrier conductor film 14A of, for example, titanium nitride is formed on the wafer 1 by a sputtering method, and a conductive film 14B of, for example, tungsten is deposited by a CVD method. Subsequently, the plug 14 is formed by removing the barrier conductor film 14A and the conductive film 14B on the silicon oxide film 12 other than the connection holes 13 by, for example, the CMP method.
【0046】次に、図6および図7に示すように、ウェ
ハ1上に、たとえば枚葉式のプラズマCVD装置にてウ
ェハ1の素子形成面における膜厚が約100nmの窒化
シリコン膜からなるエッチストッパ膜(絶縁膜)15を
形成する。この時、ウェハ1のベベル領域におけるエッ
チストッパ膜15の膜厚は、素子形成面より相対的に薄
くなる。また、ウェハ1の裏面においては、エッチスト
ッパ膜15はほとんど成膜されない。このエッチストッ
パ膜15は、その上層の絶縁膜に配線形成用の溝部や孔
を形成する際に、その掘り過ぎにより下層に損傷を与え
たり、加工寸法精度が劣化したりすることを回避する機
能、および後の工程でウェハ1上に堆積するCuが薄膜
Tへ拡散することを防ぐ機能を有する。Next, as shown in FIGS. 6 and 7, an etch made of a silicon nitride film having a film thickness of about 100 nm on the element formation surface of the wafer 1 is formed on the wafer 1 by, for example, a single wafer type plasma CVD apparatus. A stopper film (insulating film) 15 is formed. At this time, the thickness of the etch stopper film 15 in the bevel region of the wafer 1 is relatively thinner than the element formation surface. On the back surface of the wafer 1, the etch stopper film 15 is hardly formed. The etch stopper film 15 has a function of avoiding damage to the lower layer due to excessive digging and deterioration of processing dimensional accuracy when forming a groove or a hole for forming a wiring in the insulating film on the upper layer. , And a function of preventing Cu deposited on the wafer 1 in a later step from diffusing into the thin film T.
【0047】続いて、たとえばエッチストッパ膜15の
表面に、枚葉式のCVD装置にてフッ素を添加したSi
OF(酸化シリコン)膜を堆積し、ウェハ1の素子形成
面における膜厚が約400nmの絶縁膜16を堆積す
る。この時、ウェハ1のベベル領域における絶縁膜16
の膜厚は、素子形成面より相対的に薄くなる。また、ウ
ェハ1の裏面においては、絶縁膜16はほとんど成膜さ
れない。絶縁膜16としてSiOF膜を用いた場合、そ
のSiOF膜は低誘電率膜であるので、半導体集積回路
装置の配線の総合的な誘電率を下げることが可能であ
り、配線遅延を改善できる。Subsequently, for example, the surface of the etch stopper film 15 is doped with fluorine-added Si by a single-wafer CVD apparatus.
An OF (silicon oxide) film is deposited, and an insulating film 16 having a thickness of about 400 nm on the element formation surface of the wafer 1 is deposited. At this time, the insulating film 16 in the bevel region of the wafer 1 is formed.
Is relatively thinner than the element formation surface. On the back surface of the wafer 1, the insulating film 16 is hardly formed. When an SiOF film is used as the insulating film 16, since the SiOF film is a low dielectric constant film, the overall dielectric constant of the wiring of the semiconductor integrated circuit device can be reduced, and the wiring delay can be improved.
【0048】次に、図8に示すように、ウェハ1のベベ
ル領域(第1領域)に保護膜17を選択的に形成する。
この時、保護膜17が、ウェハ1の素子形成面上に形成
されるフォトレジスト膜の膜厚分布に影響を及ぼさない
ように、ウェハ1の素子形成面の平坦部にかからないよ
うにする。この保護膜17を形成することにより、後の
エッチストッパ膜15および絶縁膜16に配線溝を形成
する際のエッチング工程で、ウェハ1のベベル領域上に
おけるフォトレジスト膜に覆われていない絶縁膜16お
よびエッチストッパ膜15がエッチングされてしまうこ
とを防ぐことができる。Next, as shown in FIG. 8, a protective film 17 is selectively formed on the bevel region (first region) of the wafer 1.
At this time, the protective film 17 does not cover the flat portion of the element formation surface of the wafer 1 so as not to affect the thickness distribution of the photoresist film formed on the element formation surface of the wafer 1. By forming this protective film 17, the insulating film 16 not covered by the photoresist film on the bevel region of the wafer 1 can be formed in an etching process for forming a wiring groove in the etch stopper film 15 and the insulating film 16 later. In addition, the etching of the etch stopper film 15 can be prevented.
【0049】後の工程において、保護膜17が異物の発
生源となることを防ぐために、保護膜17は、後で絶縁
膜16に埋め込み配線が形成されるまでの工程で除去で
きるような状態で形成することが望ましい。また、保護
膜17に適当な機械的強度を持たせることが望ましい。
すなわち、ウェハ1の搬送時に、ウェハ1のベベル領域
がウェハカセットなどと接触することにより、ウェハ1
に微細な破損が生じることを防ぐことが目的である。破
損したウェハ1は、フォトリソグラフィ工程中およびエ
ッチング工程中にさらに破損が進み、割れたり、破損箇
所から異物を発生する可能性を有しているからである。In a later step, in order to prevent the protective film 17 from becoming a source of foreign matter, the protective film 17 is removed in a step until the embedded wiring is formed in the insulating film 16 later. It is desirable to form. It is desirable that the protective film 17 have appropriate mechanical strength.
That is, when the wafer 1 is transferred, the bevel region of the wafer 1 comes into contact with a wafer cassette or the like, so that the wafer 1
The purpose is to prevent microscopic breakage from occurring. This is because the damaged wafer 1 is further damaged during the photolithography process and the etching process, and has a possibility of cracking or generating foreign matter from a damaged portion.
【0050】そこで、本実施の形態1においては、保護
膜17としてノボラック樹脂などからなる有機レジスト
膜、ポリイミド膜、ポリイソプレン膜またはポリメチル
メタアクリレート膜などの有機膜を例示することがで
き、特に、機械的強度の点からポリイミド膜が好まし
い。保護膜17として有機レジスト膜を用いる場合に
は、フォトリソグラフィ工程にて用いる場合よりも高温
(150℃〜200℃程度)でベーキングし、十分に硬
化しておく。また、有機レジスト膜を用いた場合には、
フォトレジスト膜の除去時に同時に除去できる。従っ
て、保護膜17を設けたからといって、その除去のため
の工程が増えることもない。Thus, in the first embodiment, an organic resist film made of a novolak resin or the like, an organic film such as a polyimide film, a polyisoprene film, or a polymethyl methacrylate film can be exemplified as the protective film 17. From the viewpoint of mechanical strength, a polyimide film is preferable. In the case where an organic resist film is used as the protective film 17, baking is performed at a higher temperature (about 150 ° C. to 200 ° C.) than in the case where an organic resist film is used in the photolithography process, and the film is sufficiently cured. When an organic resist film is used,
It can be removed simultaneously with the removal of the photoresist film. Therefore, even if the protective film 17 is provided, the number of steps for removing the protective film 17 does not increase.
【0051】また、保護膜17の膜厚は、所望の機械的
強度が得られる程度の膜厚でよく、所望の機械的強度が
得られるのであれば、たとえば約1μm以下の比較的薄
い膜厚であってもよい。The thickness of the protective film 17 may be such that a desired mechanical strength is obtained. If the desired mechanical strength is obtained, a relatively thin film having a thickness of, for example, about 1 μm or less may be used. It may be.
【0052】ここで、保護膜17の形成方法を詳しく説
明する。まず、たとえば溶媒の量に対して数%の有機原
料を溶かした有機溶媒をウェハ1のベベル部に塗布す
る。この時、たとえば図9に示すように、ウェハ1の端
部より所定の距離を隔ててガイド(第1機構)Gを配置
し、溶液滴下機構Lよりウェハ1とガイドGとの間の領
域に有機溶液17Aを滴下する。滴下された有機溶液1
7Aは、ウェハ1とガイドGとの間で毛管現象により保
持することができる。この状態でガイドGを取り外す
と、有機溶液17Aをウェハ1のベベル領域に付着させ
ることができる。この後、熱処理により有機溶液17A
から有機溶媒を蒸発させつつ架橋反応を進行させること
により、所望の保護膜17を形成することができる。Here, a method for forming the protective film 17 will be described in detail. First, for example, an organic solvent in which several percent of the organic raw material is dissolved with respect to the amount of the solvent is applied to the bevel portion of the wafer 1. At this time, for example, as shown in FIG. 9, a guide (first mechanism) G is arranged at a predetermined distance from the end of the wafer 1, and the solution dropping mechanism L is placed in a region between the wafer 1 and the guide G. The organic solution 17A is added dropwise. Organic solution 1 dropped
7A can be held between the wafer 1 and the guide G by capillary action. When the guide G is removed in this state, the organic solution 17A can be attached to the bevel region of the wafer 1. Thereafter, the organic solution 17A is heat-treated.
A desired protective film 17 can be formed by advancing the cross-linking reaction while evaporating the organic solvent.
【0053】この時、ガイドGとして、ウェハ1の外周
全体を囲む形状のものを用いてもよいが、ウェハ1のベ
ベル領域の一部と対向する形状のものを用いてもよい。
この場合、ガイドGとウェハ1の外周端部との距離を一
定に保った状態で、ガイドGをウェハ1の外周に沿って
1周以上移動させつつ、有機溶液17Aをウェハ1の外
周端とガイドGのウェハ対向端(単に対向端という)と
の間の領域に滴下することによって、ウェハ1のベベル
領域の全域に保護膜17を形成することができる。ま
た、ガイドGの対向端とウェハ1の外周端部との距離を
一定に保った状態で、ガイドGをウェハ1の外周に沿っ
て移動させるために、ガイドGの対向端とウェハ1の外
周端部との距離を測定して、その距離を所定の範囲内に
制御する機構を設けてもよい。この機構を設けることに
より、ガイドGとウェハ1のベベル領域との間に保持さ
れる有機溶液17Aの量を調節することが可能となる。
これにより、保護膜17の厚さを良好に調節することが
できる。At this time, as the guide G, one having a shape surrounding the entire outer periphery of the wafer 1 may be used, or one having a shape facing a part of the bevel region of the wafer 1 may be used.
In this case, while keeping the distance between the guide G and the outer peripheral end of the wafer 1 constant, the organic solution 17A is moved to the outer peripheral end of the wafer 1 while moving the guide G one or more turns along the outer periphery of the wafer 1. The protective film 17 can be formed over the entire bevel region of the wafer 1 by dropping the guide G on the region between the wafer G and the wafer facing end (hereinafter simply referred to as the facing end). In order to move the guide G along the outer periphery of the wafer 1 while maintaining a constant distance between the opposite end of the guide G and the outer peripheral end of the wafer 1, the opposite end of the guide G and the outer periphery of the wafer 1 are moved. A mechanism for measuring the distance to the end and controlling the distance within a predetermined range may be provided. By providing this mechanism, the amount of the organic solution 17A held between the guide G and the bevel region of the wafer 1 can be adjusted.
Thereby, the thickness of the protective film 17 can be adjusted favorably.
【0054】上記のガイドGおよび溶液滴下機構Lを用
いる代わりに、たとえば図10に示すような有機溶液1
7Aで湿潤されたパッド(第2機構)P1を用いること
も可能である。このパッドP1は、不織布などのように
弾性変形する材料で形成され、たとえば金属板などの剛
性の高いベースP2に貼り付けた状態で使用することが
できる。Instead of using the guide G and the solution dropping mechanism L, for example, an organic solution 1 as shown in FIG.
It is also possible to use the pad (second mechanism) P1 wetted with 7A. The pad P1 is formed of a material that is elastically deformed, such as a nonwoven fabric, and can be used while being attached to a highly rigid base P2, such as a metal plate.
【0055】このようなパッドP1を、ウェハ1のベベ
ル領域へ所定量押し込んだ後、接触位置からウェハ1の
外周に沿って移動させることにより、ウェハ1のベベル
領域に有機溶液17Aを付着させることができる。この
時、パッド1のウェハ1への押し込み量を一定に保った
状態で、ウェハ1を1回転以上回転させるか、もしくは
パッド1をウェハ1の外周に沿って1周以上移動させる
ことにより、ウェハ1のベベル領域の全域に有機溶液1
7Aを付着させることができる。また、ウェハ1を回転
もしくはパッドP1をウェハ1の外周に沿って移動させ
る際には、パッド1のウェハ1への押し込み量を一定に
保つための機構(図示は省略)を用いる。パッドP1を
用いた場合には、保護膜17の形成に際して、有機溶液
17Aをより限定した状態で付着させることができる。After the pad P1 is pressed into the bevel region of the wafer 1 by a predetermined amount, the pad P1 is moved from the contact position along the outer periphery of the wafer 1 so that the organic solution 17A adheres to the bevel region of the wafer 1. Can be. At this time, the wafer 1 is rotated by one or more rotations while keeping the amount of pushing of the pad 1 into the wafer 1 constant, or the pad 1 is moved by one or more rotations along the outer periphery of the wafer 1, and Organic solution 1 over the entire bevel region of 1
7A can be deposited. When rotating the wafer 1 or moving the pad P1 along the outer periphery of the wafer 1, a mechanism (not shown) for keeping the amount of pushing the pad 1 into the wafer 1 constant is used. When the pad P1 is used, the organic solution 17A can be adhered in a more limited state when the protective film 17 is formed.
【0056】また、たとえば図11に示すような溶液噴
射機構(第3機構)Sにより所定量の有機溶液17Aを
ウェハ1のベベル領域へ噴射することにより、有機溶液
17Aをウェハ1のベベル領域に付着させることもでき
る。ここで、有機溶液17Aの噴射レートを一定にし、
一定の回転速度でウェハ1を回転させることにより、ウ
ェハ1のベベル領域の全域に有機溶液17Aを付着させ
ることができる。この時、有機溶液17Aの噴射レート
は、毎分0.1ml〜0.5ml程度とし、ウェハ1の
回転速度は、毎分数回〜数10回程度とすることを例示
することができる。A predetermined amount of the organic solution 17A is sprayed onto the bevel region of the wafer 1 by a solution spraying mechanism (third mechanism) S as shown in FIG. It can also be attached. Here, the injection rate of the organic solution 17A is kept constant,
By rotating the wafer 1 at a constant rotation speed, the organic solution 17A can be attached to the entire bevel region of the wafer 1. At this time, the injection rate of the organic solution 17A is about 0.1 ml to 0.5 ml per minute, and the rotation speed of the wafer 1 is about several times to several tens of times per minute.
【0057】また、溶液噴射機構Sにより噴射する有機
溶液17Aを、ウェハ1のベベル領域のみに吹き付けら
れるように十分細く絞ることができない場合には、たと
えば図12に示すように、遮蔽板(第4機構)Bにより
ウェハ1の素子形成面を覆ってもよい。これにより、ウ
ェハ1の素子形成面に向かう余分な噴射微粒子(有機溶
液17A)を遮蔽板B上に溜め、ウェハ1のベベル領域
のみに有機溶液17Aを選択的に付着させることが可能
となる。If the organic solution 17A sprayed by the solution spraying mechanism S cannot be sufficiently narrowed so as to be sprayed only to the bevel region of the wafer 1, for example, as shown in FIG. 4) The element formation surface of the wafer 1 may be covered by B. As a result, extra spray particles (organic solution 17A) directed toward the element formation surface of the wafer 1 are accumulated on the shielding plate B, and the organic solution 17A can be selectively attached only to the bevel region of the wafer 1.
【0058】図13は、ウェハ1の外周部をさらに詳し
く図示したものであり、説明のためにウェハ1上に形成
された各薄膜の図示は省略している。FIG. 13 shows the outer peripheral portion of the wafer 1 in more detail, and illustration of each thin film formed on the wafer 1 is omitted for explanation.
【0059】ウェハ1の外周部、特にベベル領域におい
ては、上記エッチストッパ膜15および絶縁膜16の厚
さについてまでは十分に制御されておらず、その膜厚が
素子形成面における膜厚に比べて相対的に極めて薄くな
る。それにもかかわらず、エッチストッパ膜15および
絶縁膜16を枚葉式のドライエッチング装置を用いてド
ライエッチングする場合においては、ウェハのベベル領
域に形成されたフォトレジスト膜は、異物源となること
を防ぐためにドライエッチング工程前に予め除去されて
しまっている。そのため、本発明者らが検討した一般的
な技術では、絶縁膜16に溝等をエッチングにより形成
する際にウェハ1の外周部においては、フォトレジスト
膜に覆われている領域A1を除いて、領域A2がエッチ
ングガスに曝されることになる。In the outer peripheral portion of the wafer 1, particularly in the bevel region, the thicknesses of the etch stopper film 15 and the insulating film 16 are not sufficiently controlled, and the film thickness is smaller than the film thickness on the element forming surface. Relatively thinner. Nevertheless, in the case where the etch stopper film 15 and the insulating film 16 are dry-etched using a single-wafer-type dry etching apparatus, the photoresist film formed in the bevel region of the wafer may be a source of foreign matter. To prevent this, it has been removed before the dry etching step. Therefore, according to the general technique examined by the present inventors, when a groove or the like is formed in the insulating film 16 by etching, the outer peripheral portion of the wafer 1 is removed except for the region A1 covered with the photoresist film. The area A2 is exposed to the etching gas.
【0060】これに対して、本実施の形態1において
は、ウェハ1の外周において、フォトレジスト膜から露
出される領域A2を保護膜17で被覆したことにより、
フォトレジスト膜および保護膜17でウェハ1のベベル
領域のほとんどを被うことができる。これにより、その
ベベル領域上のエッチストッパ膜15および絶縁膜16
がエッチングされてしまうことを防ぐことができる。ま
た、そのベベル領域のうち、ウェハ1の裏面側に近い領
域A3が保護膜17によって覆いきれない場合でも、ウ
ェハ1の下側では上側に比べてエッチング速度が極めて
遅いので、ウェハ1をなす単結晶シリコンが露出するこ
とを防ぐことができる。On the other hand, in the first embodiment, by covering the area A2 exposed from the photoresist film on the outer periphery of the wafer 1 with the protective film 17,
Most of the bevel region of the wafer 1 can be covered with the photoresist film and the protective film 17. Thereby, the etch stopper film 15 and the insulating film 16 on the bevel region are formed.
Can be prevented from being etched. Further, even if the area A3 close to the back side of the wafer 1 in the bevel area cannot be covered by the protective film 17, the etching rate on the lower side of the wafer 1 is extremely slower than that on the upper side. Exposure of the crystalline silicon can be prevented.
【0061】また、ベベル領域の中央部(ウェハ1の外
周端の厚さ方向の中央部)の領域A4は、ウェハ1の搬
送中にウェハカセットなどと衝突しやすい箇所であり、
衝突が起こってしまった場合には微細な欠けや割れが発
生しやすい箇所である。上記したように、領域A4上に
は保護膜17が形成されており、このような微細な欠け
や割れを未然に防ぐことを可能としている。領域A4に
おける微細な欠けや割れを未然に防ぐことにより、領域
A4からの異物の発生およびウェハ1全体の割れを防ぐ
ことが可能となる。すなわち、保護膜17は、上記エッ
チングガスから絶縁膜16およびエッチストッパ膜16
を保護する他、ウェハ1の搬送時において、ウェハ1の
外周部他の部材を衝突による破損から保護する機能も有
している。A region A4 at the center of the bevel region (the center in the thickness direction of the outer peripheral edge of the wafer 1) is a portion that is likely to collide with a wafer cassette or the like while the wafer 1 is being transferred.
If a collision occurs, it is a place where minute chips or cracks are likely to occur. As described above, the protective film 17 is formed on the region A4, and it is possible to prevent such minute chips and cracks. Preventing minute chipping and cracking in the region A4 can prevent generation of foreign matter from the region A4 and cracking of the entire wafer 1. That is, the protective film 17 is formed by the etching gas to form the insulating film 16 and the etch stopper film 16.
In addition to protecting the wafer 1, the outer peripheral portion and other members of the wafer 1 are protected from damage due to collision when the wafer 1 is transferred.
【0062】次に、図14および図15に示すように、
塗布法にて絶縁膜16上にフォトレジスト膜(マスキン
グ層)18を成膜する。続いて、ウェハ1のベベル領域
および裏面のフォトレジスト膜18を露光処理を施した
後、有機溶媒を用いて洗浄することにより除去する。次
いで、ウェハ1の素子形成面上のフォトレジスト膜18
をフォトリソグラフィ技術によりパターニングする。こ
の時、フォトレジスト膜18の一部は、ウェハ1のベベ
ル領域において保護膜17上に重なるように形成する。
それにより、フォトレジスト膜18の形成後に、ウェハ
1のベベル領域において絶縁膜16の表面が露出するこ
とを確実に防ぐことができる。Next, as shown in FIGS. 14 and 15,
A photoresist film (masking layer) 18 is formed on the insulating film 16 by a coating method. Subsequently, the photoresist film 18 on the bevel region and the back surface of the wafer 1 is subjected to exposure processing, and then removed by washing with an organic solvent. Next, a photoresist film 18 on the element formation surface of the wafer 1 is formed.
Is patterned by photolithography. At this time, a part of the photoresist film 18 is formed so as to overlap the protective film 17 in the bevel region of the wafer 1.
This makes it possible to reliably prevent the surface of the insulating film 16 from being exposed in the bevel region of the wafer 1 after the formation of the photoresist film 18.
【0063】次に、図16および図17に示すように、
上記フォトレジスト膜18をマスクとして絶縁膜16を
ドライエッチングする。この時のドライエッチング条件
は、たとえば枚葉式の平行平板型狭電極RIE(Reacti
ve Ion Etching)装置を用い、CHF3/O2/Arから
なるエッチングガスをCHF3、O2およびArの流量を
それぞれ20cm3/分程度、20cm3/分程度および
200cm3/分程度として用い、装置内圧力を4Pa
程度とし、平行平板型狭電極RIE装置の上部電極およ
び下部電極に印加される電力をそれぞれ1000W程度
および200W程度とし、その下部電極の温度を0℃程
度とすることを例示できる。Next, as shown in FIGS. 16 and 17,
The insulating film 16 is dry-etched using the photoresist film 18 as a mask. The dry etching condition at this time is, for example, a single-wafer parallel plate narrow electrode RIE (Reacti
using ve Ion Etching) apparatus, using an etching gas composed of CHF 3 / O 2 / Ar CHF 3, O 2 and respectively 20 cm 3 / min about the flow rate of Ar, as 20 cm 3 / min approximately and 200 cm 3 / min approximately , Internal pressure of 4Pa
The power applied to the upper electrode and the lower electrode of the parallel plate type narrow electrode RIE apparatus is about 1000 W and about 200 W, respectively, and the temperature of the lower electrode is about 0 ° C.
【0064】続いて、上記フォトレジスト膜18をマス
クとして、エッチストッパ膜15をエッチングし、配線
溝19を形成する。Then, using the photoresist film 18 as a mask, the etch stopper film 15 is etched to form a wiring groove 19.
【0065】上記の絶縁膜16およびエッチストッパ膜
15のドライエッチング工程の際、ウェハ1のベベル領
域においては保護膜17がマスクとなり、絶縁膜16お
よびエッチストッパ膜15のエッチングを防ぐことがで
きる。これにより、エッチストッパ膜15の下部の薄膜
Tがエッチングされてしまうことを防ぐことが可能とな
る。すなわち、ウェハ1のベベル領域の表面が不均一に
エッチングされた粗い表面となることに起因して、異物
の発生源となる不具合を防ぐことが可能となる。In the above-described dry etching process of the insulating film 16 and the etch stopper film 15, the protective film 17 serves as a mask in the bevel region of the wafer 1, so that the etching of the insulating film 16 and the etch stopper film 15 can be prevented. Thereby, it is possible to prevent the thin film T under the etch stopper film 15 from being etched. That is, it is possible to prevent a defect that is a source of foreign matter due to the uneven surface of the bevel region of the wafer 1 being unevenly etched.
【0066】ところで、上記保護膜17を形成した目的
は、ウェハ1のベベル領域において絶縁膜16およびエ
ッチストッパ膜15がエッチングされ、その下部の酸化
シリコン膜15が露出してしまうことを防ぐことであ
る。つまり、配線溝19の形成直後に、ウェハ1のベベ
ル領域の全域に絶縁膜16およびエッチストッパ膜15
が残った状態とすることができるなら、配線溝19を形
成するエッチング工程時に保護膜17が除去されてしま
ってもよい。The purpose of forming the protective film 17 is to prevent the insulating film 16 and the etch stopper film 15 from being etched in the bevel region of the wafer 1 and exposing the silicon oxide film 15 therebelow. is there. That is, immediately after the formation of the wiring groove 19, the insulating film 16 and the etch stopper film 15 are formed over the entire bevel region of the wafer 1.
If the state can be left, the protective film 17 may be removed during the etching step of forming the wiring groove 19.
【0067】次に、図18および図19に示すように、
保護膜17およびフォトレジスト膜18をアッシング技
術または洗浄技術により除去する。この時、保護膜17
が完全に除去されないと異物源となる可能性があること
から、前記した保護膜17を形成する工程においては、
保護膜17の膜厚を予め除去できる程度の膜厚に設定し
ておく。Next, as shown in FIGS. 18 and 19,
The protection film 17 and the photoresist film 18 are removed by an ashing technique or a cleaning technique. At this time, the protective film 17
Is not completely removed, it may become a source of foreign matter. Therefore, in the step of forming the protective film 17 described above,
The thickness of the protective film 17 is set in advance to a thickness that can be removed.
【0068】続いて、Ar(アルゴン)雰囲気中でのス
パッタエッチングによるウェハ1の表面処理を行う。こ
れにより、配線溝19の底部に露出したプラグ14の表
面の反応層を除去することができる。このときのスパッ
タエッチング量は、P−TEOS(Plasma Tetraethylo
rthosilicate)膜に換算して20Å〜180Å程度、好
ましくは100Å程度とすることを例示できる。なお、
本実施の形態に1おいては、アルゴン雰囲気中における
スパッタエッチングによりプラグ14の表面の反応層を
除去する場合を例示したが、たとえばH2(水素)やC
O(一酸化炭素)のような還元性ガスや、還元性ガスと
不活性ガスとの混合雰囲気中でのアニール処理により反
応層を十分に除去できるなら、このアニール処理とスパ
ッタエッチング処理を置き換えてもよい。アニール処理
の場合は、スパッタエッチング時による絶縁膜16の損
失や、電子によるゲート酸化膜6のチャージングダメー
ジを防ぐことができる。Subsequently, surface treatment of the wafer 1 is performed by sputter etching in an Ar (argon) atmosphere. Thereby, the reaction layer on the surface of the plug 14 exposed at the bottom of the wiring groove 19 can be removed. At this time, the sputter etching amount is P-TEOS (Plasma Tetraethylo).
(rthosilicate) film, for example, about 20 ° to 180 °, preferably about 100 °. In addition,
1 Oite to this embodiment, a case has been exemplified for removing the reaction layer on the surface of the plug 14 by the sputter etching in an argon atmosphere, for example, H 2 (hydrogen) and C
If the reaction layer can be sufficiently removed by annealing in a reducing gas such as O (carbon monoxide) or a mixed atmosphere of a reducing gas and an inert gas, this annealing and sputter etching should be replaced. Is also good. In the case of the annealing treatment, loss of the insulating film 16 due to sputter etching and charging damage of the gate oxide film 6 due to electrons can be prevented.
【0069】次に、図20および図21に示すように、
ウェハ1上にバリア導体膜(第1導電性膜)20Aとな
る、たとえばTa(タンタル)膜を堆積する。本実施の
形態1においては、このTa膜は、タンタルターゲット
とウェハ1との距離が約200mmのロングスロースパ
ッタリング法にて堆積し、その膜厚を50nm程度とす
ることを例示できる。このTaN膜の堆積は、後の工程
において堆積するCu(銅)膜の密着性の向上およびC
uの拡散防止のために行うものである。なお、本実施の
形態1においてはバリア導体膜20AとしてTa膜を例
示するが、TaN(窒化タンタル)、TiN(窒化チタ
ン)膜あるいはTa膜のような金属膜と窒化膜との積層
膜等であってもよい。バリア導体膜がTa、TaNの場
合にはTiNを用いた場合よりCu膜との密着性がよ
い。また、バリア導体膜20AがTiN膜の場合、この
後の工程であるCu膜の形成直前にTiN膜の表面をス
パッタエッチングすることも可能である。このようなス
パッタエッチングにより、TiN膜の表面に吸着した
水、酸素分子等を除去し、Cu膜の接着性を改善するこ
とができる。この技術は、特に、TiN膜の堆積後、真
空破壊して表面を大気に曝し、銅膜を形成する場合に効
果が大きい。なお、この技術はTiN膜に限られず、T
aN膜においても、効果の差こそあるが有効である。Next, as shown in FIGS. 20 and 21,
On the wafer 1, for example, a Ta (tantalum) film to be a barrier conductor film (first conductive film) 20A is deposited. In the first embodiment, the Ta film can be exemplified to be deposited by a long throw sputtering method in which the distance between the tantalum target and the wafer 1 is about 200 mm and the film thickness is about 50 nm. This TaN film is deposited by improving the adhesion of a Cu (copper) film deposited in a later step and improving the C
This is performed to prevent the diffusion of u. In the first embodiment, a Ta film is exemplified as the barrier conductor film 20A. However, a TaN (tantalum nitride) film, a TiN (titanium nitride) film, a laminated film of a metal film such as a Ta film and a nitride film, or the like is used. There may be. When the barrier conductor film is Ta or TaN, the adhesion to the Cu film is better than when TiN is used. When the barrier conductor film 20A is a TiN film, the surface of the TiN film can be sputter-etched immediately before the formation of the Cu film, which is a subsequent step. By such sputter etching, water, oxygen molecules and the like adsorbed on the surface of the TiN film can be removed, and the adhesion of the Cu film can be improved. This technique is particularly effective when forming a copper film by breaking the vacuum and exposing the surface to the atmosphere after depositing the TiN film. This technique is not limited to the TiN film.
The aN film is also effective although there is a difference in effect.
【0070】続いて、シード膜となる、たとえばCu膜
または銅合金膜を、ターゲットとウェハ1との距離が約
200mmのロングスロースパッタリング法によって堆
積する(図示せず)。シード膜を銅合金膜とする場合に
は、その合金中にCuを80重量パーセント程度以上含
むようにする。このシード膜の膜厚は、配線溝19の内
部を除いたバリア導体膜20Aの表面(素子形成面の平
坦部)において100nm程度となるようにする。本実
施の形態1においては、シード膜の堆積にロングスロー
スパッタリング法を用いる場合を例示するが、Cuスパ
ッタリング原子をイオン化することでスパッタリングの
指向性を高めるイオン化スパッタリング法を用いてもよ
い。Subsequently, for example, a Cu film or a copper alloy film serving as a seed film is deposited by a long throw sputtering method in which the distance between the target and the wafer 1 is about 200 mm (not shown). When the seed film is a copper alloy film, the alloy contains Cu in an amount of about 80% by weight or more. The thickness of the seed film is set to be about 100 nm on the surface (flat portion of the element formation surface) of the barrier conductor film 20A excluding the inside of the wiring groove 19. In the first embodiment, a case where a long throw sputtering method is used for depositing a seed film is exemplified. However, an ionized sputtering method that ionizes Cu sputtering atoms to increase the directivity of sputtering may be used.
【0071】続いて、シード膜が堆積されたウェハ1の
全面に、たとえばCu膜を配線溝19を埋め込むように
形成し、このCu膜とシード膜とを合わせて導電性膜
(第2導電性膜)20Bとする。配線溝19を埋め込む
Cu膜は、たとえば電解めっき法にて形成し、めっき液
としては、たとえばH2SO4(硫酸)に10%のCuS
O4(硫酸銅)およびCu膜のカバレージ向上用の添加
剤を加えたものを用いる。このCu膜の形成に電解めっ
き法を用いた場合、Cu膜の成長速度を電気的に制御で
きるので、配線溝19の内部における導電性膜20Bの
カバレージを向上することができる。本実施の形態1に
おいては、導電性膜20Bの堆積に電解めっき法を用い
る場合を例示しているが、無電解めっき法を用いてもよ
い。無電解めっき法を用いた場合、電圧印加を必要とし
ないので、電圧印加に起因するウェハ1のダメージを、
電解めっき法を用いた場合よりも低減することができ
る。Subsequently, for example, a Cu film is formed on the entire surface of the wafer 1 on which the seed film is deposited so as to fill the wiring groove 19, and the Cu film and the seed film are combined to form a conductive film (second conductive film). Film) 20B. The Cu film that fills the wiring groove 19 is formed by, for example, an electrolytic plating method, and the plating solution is, for example, 10% CuS in H 2 SO 4 (sulfuric acid).
O 4 (copper sulfate) and an additive for improving the coverage of the Cu film are used. When an electrolytic plating method is used to form the Cu film, the growth rate of the Cu film can be electrically controlled, so that the coverage of the conductive film 20B inside the wiring groove 19 can be improved. In the first embodiment, the case where the electrolytic plating method is used for depositing the conductive film 20B is illustrated, but an electroless plating method may be used. When the electroless plating method is used, since no voltage application is required, damage to the wafer 1 due to the voltage application can be reduced.
It can be reduced as compared with the case where the electrolytic plating method is used.
【0072】上記したように、配線溝19を形成するエ
ッチング工程時には、ウェハ1のベベル領域における絶
縁膜16はエッチングガスに曝されていない。すなわ
ち、絶縁膜16の表面が粗くなること防ぐことができる
ので、ウェハ1のベベル領域の全域をバリア導体膜20
Aで被うことができる。これにより、ウェハ1のベベル
領域におけるバリア導体膜20Aのバリア性を向上で
き、導電性膜20BをなすCuがウェハ1に拡散するこ
とを防ぐことが可能となる。すなわち、ウェハ1の外周
部からCuがチップ領域に拡散してしまう不具合を確実
に防止できる。その結果、本実施の形態1の半導体集積
回路装置の歩留りおよび動作安定性を向上することが可
能となる。As described above, the insulating film 16 in the bevel region of the wafer 1 is not exposed to the etching gas during the etching step for forming the wiring groove 19. That is, since the surface of the insulating film 16 can be prevented from being rough, the entire bevel region of the wafer 1 is covered with the barrier conductor film 20.
A can cover. Thereby, the barrier properties of the barrier conductor film 20A in the bevel region of the wafer 1 can be improved, and it is possible to prevent Cu forming the conductive film 20B from diffusing into the wafer 1. That is, it is possible to reliably prevent the problem that Cu diffuses from the outer peripheral portion of the wafer 1 into the chip region. As a result, the yield and operation stability of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment can be improved.
【0073】また、バリア導体膜20Aのウェハ1のベ
ベル領域におけるバリア性を向上できることから、ベベ
ル領域に付着したCuを完全に除去する工程を付加する
ことなく熱処理工程を実施することが可能となる。その
結果、本実施の形態1の半導体集積回路装置の製造工程
を簡略化することが可能となる。Further, since the barrier property of the barrier conductor film 20A in the bevel region of the wafer 1 can be improved, the heat treatment step can be performed without adding a step of completely removing Cu attached to the bevel region. . As a result, the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment can be simplified.
【0074】また、導電性膜20Bを形成する工程に続
けて、アニール処理によってそのCu膜を流動化させる
ことにより、導電性膜20Bの配線溝19への埋め込み
性をさらに向上させることもできる。Further, following the step of forming the conductive film 20B, the Cu film is fluidized by an annealing treatment, so that the filling property of the conductive film 20B into the wiring groove 19 can be further improved.
【0075】次に、図22および図23に示すように、
たとえばCMP法により、ウェハ1の素子形成面平坦部
の絶縁膜16の表面を研磨終点として絶縁膜16上の余
分なバリア導体膜20Aおよび導電性膜20Bを研磨
し、配線溝19内にバリア導体膜20Aおよび導電性膜
20Bを残すことで埋め込み配線20を形成する。この
CMP法による研磨工程においては、たとえば過酸化水
素などの酸化剤を含み、アルミナ砥粒が分散された研磨
スラリを用い、導電性膜20Bおよびバリア導体膜20
Aを同一プラテンにて一括研磨する。Cu膜は、Ta膜
に比べて相対的に研磨速度が大きいので、配線溝19の
外部のCu膜のほとんどが先に研磨される。その後、配
線溝19の外部に残った余分なバリア導体膜20Aを除
去するためのオーバー研磨を行い、配線溝19内のみに
バリア導体膜20Aおよび導電性膜20Bの積層膜を残
し、埋め込み配線20を完成することができる。なお、
本実施の形態1においては、配線溝19の外部のCu膜
を研磨するための時間を2.5分程度とし、バリア導体
膜20Aを除去するためのオーバー研磨時間を0.5分
程度とし、合計で3分程度の研磨とすることを例示でき
る。Next, as shown in FIGS. 22 and 23,
For example, the excess barrier conductor film 20A and the conductive film 20B on the insulating film 16 are polished by the CMP method with the surface of the insulating film 16 on the flat surface of the element forming surface of the wafer 1 as a polishing end point, and the barrier conductor The buried wiring 20 is formed by leaving the film 20A and the conductive film 20B. In the polishing step by the CMP method, for example, a polishing slurry containing an oxidizing agent such as hydrogen peroxide and having alumina abrasive grains dispersed therein is used, and the conductive film 20B and the barrier conductor film 20 are used.
A is collectively polished with the same platen. Since the Cu film has a relatively higher polishing rate than the Ta film, most of the Cu film outside the wiring groove 19 is polished first. Thereafter, over-polishing is performed to remove the excess barrier conductor film 20A remaining outside the wiring groove 19, leaving a laminated film of the barrier conductor film 20A and the conductive film 20B only in the wiring groove 19, and Can be completed. In addition,
In the first embodiment, the time for polishing the Cu film outside the wiring groove 19 is about 2.5 minutes, the over-polishing time for removing the barrier conductor film 20A is about 0.5 minutes, It can be exemplified that polishing is performed for about 3 minutes in total.
【0076】続いて、たとえば0.1%アンモニア水溶
液と純水とを用いた2段階のブラシスクラブ洗浄によ
り、ウェハ1の表面に付着した研磨砥粒およびCuを除
去し、埋め込み配線20の形成工程を完了することがで
きる。なお、上記のCMP工程および洗浄工程後に、ウ
ェハ1のベベル領域にバリア導体膜20Aが残留する場
合があるが、ベベル領域からは製品となる半導体チップ
を取得しないので、この残留しているバリア導体膜20
Aを除去する工程を追加することなく、残留したバリア
導体膜20A上に薄膜を積層することが可能となる。Subsequently, the polishing abrasive grains and Cu adhered to the surface of the wafer 1 are removed by, for example, two-stage brush scrub cleaning using a 0.1% aqueous ammonia solution and pure water. Can be completed. Although the barrier conductor film 20A may remain in the bevel region of the wafer 1 after the above-described CMP step and cleaning step, the semiconductor chip to be a product is not obtained from the bevel region. Membrane 20
A thin film can be stacked on the remaining barrier conductor film 20A without adding a step of removing A.
【0077】次に、図24および図25に示すように、
埋め込み配線20および絶縁膜16上に窒化シリコン膜
を堆積してバリア絶縁膜21Aを形成する。この窒化シ
リコン膜の堆積には、たとえばプラズマCVD法を用い
ることができ、その膜厚は約50nmとする。バリア絶
縁膜21Aは、導電性膜20BであるCuの拡散を抑制
する機能を有する。これにより、バリア導体膜20Aと
ともに酸化シリコン膜12、絶縁膜16および後の工程
でバリア絶縁膜21A上に形成する絶縁膜への銅の拡散
を防止し、それらの絶縁性を保持し、半導体集積回路装
置の信頼性を高めることができる。また、バリア絶縁膜
21Aは、後の工程において、エッチングを行なう際の
エッチストッパ層としても機能する。Next, as shown in FIGS. 24 and 25,
A silicon nitride film is deposited on the buried wiring 20 and the insulating film 16 to form a barrier insulating film 21A. For deposition of this silicon nitride film, for example, a plasma CVD method can be used, and its thickness is set to about 50 nm. The barrier insulating film 21A has a function of suppressing diffusion of Cu, which is the conductive film 20B. This prevents diffusion of copper into the silicon oxide film 12, the insulating film 16 together with the barrier conductor film 20A and the insulating film formed on the barrier insulating film 21A in a later step, maintains their insulating properties, and improves semiconductor integration. The reliability of the circuit device can be improved. The barrier insulating film 21A also functions as an etch stopper layer when performing etching in a later step.
【0078】続いて、バリア絶縁膜21Aの表面に、膜
厚が約400nmの絶縁膜21Bを堆積する。この絶縁
膜21Bは、たとえばフッ素を添加したCVD酸化膜な
どのSiOF膜とする。絶縁膜21BとしてSiOF膜
を用いた場合には、半導体集積回路装置の配線の総合的
な誘電率を下げることが可能であり、配線遅延を改善で
きる。Subsequently, an insulating film 21B having a thickness of about 400 nm is deposited on the surface of the barrier insulating film 21A. This insulating film 21B is an SiOF film such as a CVD oxide film to which fluorine is added. When an SiOF film is used as the insulating film 21B, the overall dielectric constant of the wiring of the semiconductor integrated circuit device can be reduced, and the wiring delay can be improved.
【0079】続いて、絶縁膜21Bの表面に、たとえば
プラズマCVD法にて窒化シリコン膜を堆積し、膜厚が
約50nmのエッチストッパ膜21Cを堆積する。この
エッチストッパ膜21Cは、後の工程でエッチストッパ
膜21C上に堆積する絶縁膜に配線形成用の溝部や孔を
形成する際に、その掘り過ぎにより下層に損傷を与えた
り加工寸法精度が劣化したりすることを回避するための
ものである。Subsequently, a silicon nitride film is deposited on the surface of the insulating film 21B by, for example, a plasma CVD method, and an etch stopper film 21C having a thickness of about 50 nm is deposited. When the etching stopper film 21C forms a groove or a hole for forming a wiring in an insulating film deposited on the etching stopper film 21C in a later step, excessive etching may damage the lower layer or deteriorate processing dimensional accuracy. Or to avoid doing so.
【0080】続いて、エッチストッパ膜21Cの表面
に、たとえばSiOF膜を堆積して絶縁膜21Dとし、
バリア絶縁膜21A、絶縁膜21B、エッチストッパ膜
21Cおよび絶縁膜21Dを合わせて絶縁膜21とす
る。絶縁膜21DはCVD法により堆積し、その膜厚
は、たとえば300nm程度とする。この絶縁膜21D
は、絶縁膜21Bと同様に半導体集積回路装置の配線の
総合的な誘電率を下げる機能を有し、配線遅延を改善す
ることができる。Subsequently, for example, an SiOF film is deposited on the surface of the etch stopper film 21C to form an insulating film 21D.
The insulating film 21 is formed by combining the barrier insulating film 21A, the insulating film 21B, the etch stopper film 21C, and the insulating film 21D. The insulating film 21D is deposited by a CVD method, and has a thickness of, for example, about 300 nm. This insulating film 21D
Has a function of lowering the overall dielectric constant of the wiring of the semiconductor integrated circuit device, similarly to the insulating film 21B, and can improve the wiring delay.
【0081】続いて、絶縁膜21Dを、たとえばCMP
法で研磨することによりその表面を平坦化した後、絶縁
膜21D上に、たとえばTEOSガスを用いたプラズマ
CVD法にて膜厚100nm程度の酸化シリコン膜を堆
積し、絶縁膜22を堆積する。さらに続いて、絶縁膜2
2の表面に膜厚0.12μm程度の反射防止膜23Aを
形成する。Subsequently, the insulating film 21D is formed, for example, by CMP.
After the surface is flattened by polishing by a method, a silicon oxide film having a thickness of about 100 nm is deposited on the insulating film 21D by, for example, a plasma CVD method using TEOS gas, and the insulating film 22 is deposited. Subsequently, the insulating film 2
An anti-reflection film 23A having a thickness of about 0.12 μm is formed on the surface of No. 2.
【0082】続いて、前記保護膜17(図8参照)を形
成した工程と同様の工程により、ウェハ1のベベル領域
に保護膜24Aを形成する。この保護膜24Aを形成す
ることにより、保護膜17の場合と同様に、後の工程で
絶縁膜21に接続孔を形成する際のエッチングで、ウェ
ハ1のベベル領域上におけるフォトレジスト膜に覆われ
ていない絶縁膜21がエッチングされてしまうことを防
ぐことが可能となる。また、保護膜24Aを形成するこ
とにより、ウェハ1のベベル領域がウェハカセットなど
と接触することに起因して、ウェハ1に破損が生じるこ
とを防ぐことができる。Subsequently, a protective film 24A is formed in the bevel region of the wafer 1 by a process similar to the process of forming the protective film 17 (see FIG. 8). By forming this protective film 24A, similarly to the case of the protective film 17, the photoresist film on the bevel region of the wafer 1 is covered by etching when forming a connection hole in the insulating film 21 in a later step. It is possible to prevent the unetched insulating film 21 from being etched. Further, by forming the protective film 24A, it is possible to prevent the wafer 1 from being damaged due to the bevel region of the wafer 1 coming into contact with a wafer cassette or the like.
【0083】次に、図26および図27に示すように、
前記フォトレジスト膜18(図14および図15参照)
を成膜およびパターニングした工程と同様の工程にて、
絶縁膜21上にフォトレジスト膜(マスキング層)25
Aを形成する。この時、フォトレジスト膜18の場合と
同様に、フォトレジスト膜25Aの一部は、ウェハ1の
ベベル領域において保護膜24A上に重なるように形成
する。それにより、フォトレジスト膜25Aの形成後
に、ウェハ1のベベル領域において絶縁膜21の表面が
露出することを確実に防ぐことができる。Next, as shown in FIGS. 26 and 27,
The photoresist film 18 (see FIGS. 14 and 15)
In the same process as the process of film formation and patterning,
Photoresist film (masking layer) 25 on insulating film 21
Form A. At this time, similarly to the case of the photoresist film 18, a part of the photoresist film 25A is formed so as to overlap the protective film 24A in the bevel region of the wafer 1. This makes it possible to reliably prevent the surface of the insulating film 21 from being exposed in the bevel region of the wafer 1 after the formation of the photoresist film 25A.
【0084】次に、図28および図29に示すように、
フォトレジスト膜25Aをマスクとし、たとえばCHF
3/CF4/Arを成分に含むエッチングガスを用いて反
射防止膜23をエッチングする。続いて、たとえばC4
F8/O2/Arを成分に含むエッチングガスを用いて、
絶縁膜22およびエッチストッパ膜21Cの上部の絶縁
膜21Dをエッチングする。次いで、たとえばCHF3
/O2を成分に含むエッチングガスを用いてエッチスト
ッパ膜21Cをエッチングする。さらに続いて、たとえ
ばC4F8/O2/Arを成分に含むエッチングガスを用
いて、エッチストッパ膜21Cの下部の絶縁膜21Bを
エッチングする。ここまでの工程により、接続孔26A
を形成することができる。Next, as shown in FIGS. 28 and 29,
Using the photoresist film 25A as a mask, for example, CHF
The anti-reflection film 23 is etched using an etching gas containing 3 / CF 4 / Ar as a component. Then, for example, C 4
Using an etching gas containing F 8 / O 2 / Ar as a component,
The insulating film 21D on the insulating film 22 and the etch stopper film 21C is etched. Then, for example, CHF 3
Etch stopper film 21C is etched using an etching gas containing / O 2 as a component. Subsequently, the insulating film 21B below the etch stopper film 21C is etched using an etching gas containing, for example, C 4 F 8 / O 2 / Ar as a component. By the steps up to this point, the connection hole 26A
Can be formed.
【0085】この時、ウェハ1のベベル領域においては
保護膜24Aがマスクとなり、絶縁膜21のエッチング
を防ぐことができる。これにより、絶縁膜21の下部の
絶縁膜16およびエッチストッパ膜15や、さらに下部
の薄膜Tがエッチングされてしまうことを防ぐことが可
能となる。すなわち、ウェハ1のベベル領域の表面が不
均一にエッチングされた粗い表面となり、異物の発生源
となることを防ぐことが可能となる。At this time, in the bevel region of the wafer 1, the protective film 24A serves as a mask, so that the etching of the insulating film 21 can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent the insulating film 16 and the etch stopper film 15 below the insulating film 21 and the thin film T below the insulating film 21 from being etched. That is, the surface of the bevel region of the wafer 1 becomes a rough surface which is unevenly etched, and can be prevented from becoming a source of foreign matter.
【0086】次に、図30および図31に示すように、
保護膜17およびフォトレジスト膜18を除去した工程
(図18および図19参照)と同様の工程により、フォ
トレジスト膜25A、保護膜24Aおよび反射防止膜2
3Aを除去する。Next, as shown in FIGS. 30 and 31,
The photoresist film 25A, the protective film 24A, and the antireflection film 2 are formed by the same process as the process of removing the protective film 17 and the photoresist film 18 (see FIGS. 18 and 19).
Remove 3A.
【0087】次に、図32および図33に示すように、
前記反射防止膜23A(図24および図25参照)と同
じ材質の反射防止膜を接続孔26A内に埋め込んだ後、
さらにその反射防止膜をウェハ1上に成膜し、接続孔2
6A内の反射防止膜およびウェハ1上の反射防止膜を合
わせて反射防止膜23Bとする。Next, as shown in FIGS. 32 and 33,
After embedding an anti-reflection film made of the same material as the anti-reflection film 23A (see FIGS. 24 and 25) in the connection hole 26A,
Further, the antireflection film is formed on the wafer 1 and the connection hole 2 is formed.
The antireflection film in 6A and the antireflection film on the wafer 1 are combined to form an antireflection film 23B.
【0088】続いて、保護膜17(図8参照)および保
護膜24Aを形成した工程と同様の工程により、ウェハ
1のベベル領域に保護膜24Bを形成する。この保護膜
24Bを形成することにより、保護膜17および保護膜
24Aの場合と同様に、後の工程で絶縁膜21に配線溝
を形成する際のエッチングで、ウェハ1のベベル領域上
におけるフォトレジスト膜に覆われていない絶縁膜21
がエッチングされてしまうことを防ぐことが可能とな
る。また、保護膜24Bを形成することにより、ウェハ
1のベベル領域がウェハカセットなどと接触することに
起因して、ウェハ1に破損が生じることを防ぐことがで
きる。Subsequently, a protective film 24B is formed in the bevel region of the wafer 1 by a process similar to the process of forming the protective film 17 (see FIG. 8) and the protective film 24A. By forming this protective film 24B, similarly to the case of the protective film 17 and the protective film 24A, the photoresist on the bevel region of the wafer 1 is etched by etching when forming a wiring groove in the insulating film 21 in a later step. Insulating film 21 not covered with film
Can be prevented from being etched. Further, by forming the protective film 24B, it is possible to prevent the wafer 1 from being damaged due to the bevel region of the wafer 1 coming into contact with a wafer cassette or the like.
【0089】続いて、フォトレジスト膜18およびフォ
トレジスト膜25Aを成膜およびパターニングした工程
と同様の工程にて、絶縁膜21上にフォトレジスト膜
(マスキング層)25Bを形成する。この時、フォトレ
ジスト膜18およびフォトレジスト膜25Aの場合と同
様に、フォトレジスト膜25Bの一部は、ウェハ1のベ
ベル領域において保護膜24B上に重なるように形成す
る。それにより、フォトレジスト膜25Bの形成後に、
ウェハ1のベベル領域において絶縁膜21の表面が露出
することを防ぐことができる。Subsequently, a photoresist film (masking layer) 25B is formed on the insulating film 21 by a process similar to the process of forming and patterning the photoresist film 18 and the photoresist film 25A. At this time, as in the case of the photoresist film 18 and the photoresist film 25A, a part of the photoresist film 25B is formed so as to overlap the protective film 24B in the bevel region of the wafer 1. Thereby, after the formation of the photoresist film 25B,
Exposing the surface of the insulating film 21 in the bevel region of the wafer 1 can be prevented.
【0090】次に、図34および図35に示すように、
フォトレジスト膜25Bをマスクとし、たとえばN2/
O2を成分に含むエッチングガスを用いて、絶縁膜22
の上部の反射防止膜23Bをエッチングする。続いて、
C4F8/O2/Arを成分に含むエッチングガスを用い
て、エッチストッパ膜21Cの上部の絶縁膜22および
絶縁膜21Dをエッチングする。この時、ウェハ1のベ
ベル領域においては保護膜24Bがマスクとなり、絶縁
膜21のエッチングを防ぐことができる。Next, as shown in FIGS. 34 and 35,
Using the photoresist film 25B as a mask, for example, N 2 /
The insulating film 22 is formed using an etching gas containing O 2 as a component.
Is etched on the antireflection film 23B on the upper part of FIG. continue,
The insulating film 22 and the insulating film 21D above the etch stopper film 21C are etched using an etching gas containing C 4 F 8 / O 2 / Ar as a component. At this time, in the bevel region of the wafer 1, the protective film 24B serves as a mask, so that the etching of the insulating film 21 can be prevented.
【0091】本実施の形態1の保護膜17、24A、2
4Bを形成することなくエッチング工程を繰り返した場
合、ウェハ1のベベル領域においては絶縁膜21、絶縁
膜16、エッチストッパ膜15および薄膜Tなどのすべ
ての絶縁膜がエッチングされてしまう可能性がある。こ
のような場合には、たとえば埋め込み配線20をなすバ
リア導電膜20Aおよび導電性膜20Bなどの金属膜が
露出し、剥がれることにより異物源となる可能性を含
む。また、ウェハ1のベベル領域において絶縁膜がエッ
チングされてしまうと、ウェハ1をなす単結晶シリコン
が現れる。この状況下で埋め込み配線を形成する工程を
進めてしまうと、単結晶シリコンの表面はCuの拡散を
防止するバリア導体膜では被い尽くせないほどに粗くな
っているため、Cuがその単結晶シリコン中へ拡散して
しまうことになる。The protection films 17, 24A, 2 according to the first embodiment
If the etching process is repeated without forming 4B, all the insulating films such as the insulating film 21, the insulating film 16, the etch stopper film 15, and the thin film T may be etched in the bevel region of the wafer 1. . In such a case, for example, there is a possibility that a metal film such as the barrier conductive film 20A and the conductive film 20B forming the buried wiring 20 is exposed and peeled off and becomes a source of foreign matter. Further, when the insulating film is etched in the bevel region of the wafer 1, the single crystal silicon forming the wafer 1 appears. If the process of forming the buried wiring is advanced in this situation, the surface of the single crystal silicon is so rough that it cannot be covered with the barrier conductor film for preventing the diffusion of Cu. It will spread inside.
【0092】本実施の形態1においては、ウェハ1のベ
ベル領域に上記保護膜17、24A、24Bを形成する
ことにより、エッチング工程を繰り返した場合において
も、そのベベル領域における絶縁膜のエッチングを防ぐ
ことを可能としている。それにより、埋め込み配線をな
す金属膜の露出やウェハ1をなす単結晶シリコンの露出
を防ぐことができる。その結果、Cuの単結晶シリコン
中への拡散を防ぐことが可能となるので、本実施の形態
1の半導体集積回路装置の歩留りおよび動作安定性を向
上することが可能となる。In the first embodiment, by forming the protective films 17, 24A and 24B in the bevel region of the wafer 1, even when the etching process is repeated, the etching of the insulating film in the bevel region is prevented. It is possible. Thus, the exposure of the metal film forming the embedded wiring and the exposure of the single crystal silicon forming the wafer 1 can be prevented. As a result, it is possible to prevent Cu from diffusing into single-crystal silicon, so that the yield and operation stability of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment can be improved.
【0093】次に、図36および図37に示すように、
フォトレジスト膜25A、保護膜24Aおよび反射防止
膜23Aを除去した工程(図30および図31参照)と
同様の工程により、フォトレジスト膜25B、保護膜2
4Bおよび反射防止膜23Bを除去し、配線溝26Bを
形成する。Next, as shown in FIGS. 36 and 37,
The photoresist film 25B and the protective film 2 are formed by the same process as the process of removing the photoresist film 25A, the protective film 24A and the antireflection film 23A (see FIGS. 30 and 31).
4B and the antireflection film 23B are removed to form a wiring groove 26B.
【0094】次に、図38および図39に示すように、
配線溝19の底部に露出したプラグ14の表面の反応層
を除去するために行ったスパッタエッチング工程(図1
8および図19参照)と同様の工程により、接続孔26
Aの底部に露出した埋め込み配線20の表面の反応層を
除去するためのスパッタエッチングを行う。このときの
スパッタエッチング量は、P−TEOS膜に換算して2
0Å〜180Å程度、好ましくは100Å程度とする。Next, as shown in FIGS. 38 and 39,
A sputter etching process performed to remove the reaction layer on the surface of the plug 14 exposed at the bottom of the wiring groove 19 (FIG. 1)
8 and FIG. 19).
Sputter etching is performed to remove the reaction layer on the surface of the embedded wiring 20 exposed at the bottom of A. The sputter etching amount at this time is 2 in terms of a P-TEOS film.
It is about 0 ° to 180 °, preferably about 100 °.
【0095】続いて、バリア導体膜20A(図20およ
び図21参照)であるTa膜を堆積した工程と同様の工
程により、ウェハ1上にバリア導体膜(第1導電性膜)
27AとなるTa膜を堆積する。本実施の形態1におい
ては、バリア導体膜27AとしてTa膜を例示したが、
バリア導体膜20Aの場合と同様に、TaN膜、TiN
膜あるいは金属膜と窒化膜との積層膜等であってもよ
い。Subsequently, the barrier conductor film (first conductive film) is formed on the wafer 1 by the same process as the process of depositing the Ta film as the barrier conductor film 20A (see FIGS. 20 and 21).
A Ta film to be 27A is deposited. In the first embodiment, the Ta film is exemplified as the barrier conductor film 27A.
As in the case of the barrier conductor film 20A, a TaN film, TiN
It may be a film or a laminated film of a metal film and a nitride film.
【0096】続いて、導電性膜20Bを形成する際のシ
ード膜と同様のシード膜となる、たとえばCu膜または
銅合金膜をロングスロースパッタリング法またはイオン
化スパッタリング法などによって堆積する(図示せ
ず)。その後、シード膜が堆積されたウェハ1の全面
に、配線溝19を埋め込む導電性膜20BとなったCu
膜を堆積した工程と同様の工程により、たとえばCu膜
を接続孔26Aおよび配線溝26Bを埋め込むように堆
積し、このCu膜とシード膜とを合わせて導電性膜(第
2導電性膜)27Bとする。導電性膜27Bを形成した
後に、アニール処理によってそのCu膜を流動化させる
ことにより、導電性膜27Bの接続孔26Aおよび配線
溝26Bへの埋め込み性をさらに向上させることもでき
る。Subsequently, for example, a Cu film or a copper alloy film serving as a seed film similar to the seed film when forming the conductive film 20B is deposited by a long throw sputtering method or an ionization sputtering method (not shown). . Thereafter, the entire surface of the wafer 1 on which the seed film has been deposited, the conductive film 20B that fills the wiring groove 19 becomes Cu.
By a process similar to the process of depositing the film, for example, a Cu film is deposited so as to fill the connection hole 26A and the wiring groove 26B, and the Cu film and the seed film are combined to form a conductive film (second conductive film) 27B. And After the conductive film 27B is formed, the Cu film is fluidized by an annealing process, so that the filling property of the conductive film 27B into the connection holes 26A and the wiring grooves 26B can be further improved.
【0097】配線溝19を形成した工程時(図16およ
び図17参照)と同様に、接続孔26Aおよび配線溝2
6Bを形成するエッチング工程時には、ウェハ1のベベ
ル領域における絶縁膜22はエッチングガスにさらされ
ていない。すなわち、絶縁膜22の表面が粗くなること
を防ぐことができるので、ウェハ1のベベル領域の全域
をバリア導体膜27Aで被うことができる。これによ
り、ウェハ1にベベル領域におけるバリア導体膜27A
のバリア性を向上でき、導電性膜27BをなすCuがウ
ェハ1に拡散することを防ぐことが可能となる。その結
果、本実施の形態1の半導体集積回路装置の歩留りおよ
び動作安定性を向上することが可能となる。As in the step of forming the wiring groove 19 (see FIGS. 16 and 17), the connection hole 26A and the wiring groove 2 are formed.
During the etching process for forming 6B, the insulating film 22 in the bevel region of the wafer 1 is not exposed to the etching gas. That is, since the surface of the insulating film 22 can be prevented from becoming rough, the entire bevel region of the wafer 1 can be covered with the barrier conductor film 27A. Thereby, the barrier conductor film 27A in the bevel region is formed on the wafer 1.
Of the conductive film 27B can be prevented from diffusing into the wafer 1. As a result, the yield and operation stability of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment can be improved.
【0098】また、バリア導体膜20Aの場合と同様
に、バリア導体膜27Aのウェハ1のベベル領域におけ
るバリア性を向上できることから、ベベル領域に付着し
たCuを完全に除去する工程を付加することなく熱処理
工程を実施することが可能となる。その結果、本実施の
形態1の半導体集積回路装置の製造工程を簡略化するこ
とが可能となる。Further, similarly to the case of the barrier conductor film 20A, the barrier property of the barrier conductor film 27A in the bevel region of the wafer 1 can be improved, so that a step of completely removing Cu attached to the bevel region can be eliminated. A heat treatment step can be performed. As a result, the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment can be simplified.
【0099】続いて、絶縁膜22上の余分なバリア導体
膜27Aおよび導電性膜27Bを除去し、接続孔26A
および配線溝26Bの内部にバリア導体膜27Aおよび
導電性膜27Bを残すことで埋め込み配線27を形成す
る。バリア導体膜27Aおよび導電性膜27Bの除去
は、たとえばCMP法を用いた研磨により行う。Subsequently, excess barrier conductor film 27A and conductive film 27B on insulating film 22 are removed, and connection holes 26A
The buried wiring 27 is formed by leaving the barrier conductor film 27A and the conductive film 27B inside the wiring groove 26B. The removal of the barrier conductor film 27A and the conductive film 27B is performed by polishing using, for example, a CMP method.
【0100】続いて、たとえば0.1%アンモニア水溶
液と純水とを用いた2段階のブラシスクラブ洗浄によ
り、ウェハ1の表面に付着した研磨砥粒およびCuを除
去し、本実施の形態1の半導体集積回路装置を製造す
る。なお、上記のCMP工程および洗浄工程後に、バリ
ア導体膜20A(図23参照)と同様に、ウェハ1のベ
ベル領域にバリア導体膜27Aが残留する場合がある
が、ベベル領域からは製品となる半導体チップを取得し
ないので、この残留しているバリア導体膜27Aを除去
する工程を追加することなく、残留したバリア導体膜2
7A上に薄膜を積層することは可能である。また、図2
4〜図39を用いて説明した工程と同様の工程により、
埋め込み配線27の上部にさらに多層に配線を形成して
もよい。Subsequently, the abrasive grains and Cu attached to the surface of the wafer 1 are removed by two-stage brush scrub cleaning using, for example, a 0.1% ammonia aqueous solution and pure water. A semiconductor integrated circuit device is manufactured. After the above-described CMP step and cleaning step, the barrier conductor film 27A may remain in the bevel region of the wafer 1 as in the case of the barrier conductor film 20A (see FIG. 23). Since no chip is obtained, the remaining barrier conductor film 2 can be removed without adding a step of removing the remaining barrier conductor film 27A.
It is possible to laminate a thin film on 7A. FIG.
By the same steps as those described with reference to FIGS.
Wiring may be further formed in multiple layers above the embedded wiring 27.
【0101】上記の本実施の形態1では、埋め込み配線
20、27の形成時におけるすべてのエッチング処理前
に、ウェハ1のベベル領域に保護膜を形成する場合につ
いて例示したが、本実施の形態の趣旨は、ウェハ1のベ
ベル領域での露出防止であるから、必ずしも全部のフォ
トリソグラフィ工程に適用する必要はない。絶縁膜形成
の際のベベル領域での膜厚やドライエッチング条件によ
っても異なるが、下層の埋め込み配線をなす金属膜やウ
ェハ1をなす単結晶シリコンが露出しないのであれば、
通常は、配線層が2〜3層程度形成されるのに1回程
度、上記保護膜17と同様の保護膜を形成すればよい場
合もある。これにより、本実施の半導体集積回路装置の
製造工程数を低減することが可能となる。In the above-described first embodiment, the case where the protective film is formed in the bevel region of the wafer 1 before performing all the etching processes at the time of forming the embedded wirings 20 and 27 has been described. Since the purpose is to prevent exposure in the bevel region of the wafer 1, it is not always necessary to apply to all photolithography steps. Depending on the film thickness in the bevel region and the dry etching conditions at the time of forming the insulating film, if the metal film forming the underlying embedded wiring and the single crystal silicon forming the wafer 1 are not exposed,
Normally, a protective film similar to the above-described protective film 17 may be formed about once every time about two or three wiring layers are formed. This makes it possible to reduce the number of manufacturing steps of the semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment.
【0102】(実施の形態2)本実施の形態2の半導体
集積回路装置の製造方法は、前記実施の形態1において
ウェハ1のベベル領域に保護膜を形成した工程と、その
保護膜の形成後にフォトレジスト膜を形成した工程とを
逆にしたものである。その他の部材および製造工程につ
いては前記実施の工程1と同様である。(Embodiment 2) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 2, a process of forming a protective film in the bevel region of the wafer 1 in Embodiment 1 and a method of forming the protective film after the formation of the protective film This is the reverse of the process of forming the photoresist film. Other members and manufacturing steps are the same as those in the above-described step 1.
【0103】本実施の形態2の半導体集積回路装置の製
造方法は、前記実施の形態1において図7を用いて説明
した工程までは同様である。The method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment up to the step described with reference to FIG.
【0104】その後、図40に示すように、前記実施の
形態1において説明したフォトレジスト膜18(図14
および図15参照)を絶縁膜16上に成膜する。続い
て、ウェハ1のベベル領域および裏面のフォトレジスト
膜18を露光処理を施した後、有機溶媒を用いて洗浄す
ることにより除去する。次いで、ウェハ1の素子形成面
上のフォトレジスト膜18をフォトリソグラフィ技術に
よりパターニングする。After that, as shown in FIG. 40, the photoresist film 18 (FIG.
And FIG. 15) are formed on the insulating film 16. Subsequently, the photoresist film 18 on the bevel region and the back surface of the wafer 1 is subjected to exposure processing, and then removed by washing with an organic solvent. Next, the photoresist film 18 on the element formation surface of the wafer 1 is patterned by photolithography.
【0105】次に、図41に示すように、前記実施の形
態1において説明した保護膜17(図8参照)をウェハ
1のベベル領域に形成する。この保護膜17を形成する
ことにより、後の工程でエッチストッパ膜15および絶
縁膜16に配線溝を形成する際のエッチングで、ウェハ
1のベベル領域上におけるフォトレジスト膜に覆われて
いない絶縁膜16およびエッチストッパ膜15がエッチ
ングされてしまうことを防ぐことができる。また、保護
膜17の一部は、ウェハ1のベベル領域においてフォト
レジスト膜18上に重なるように形成する。それによ
り、保護膜17の形成後に、ウェハ1のベベル領域にお
いて絶縁膜16の表面が露出することを確実に防ぐこと
ができる。また、保護膜17を形成することにより、ウ
ェハ1のベベル領域がウェハカセットなどと接触するこ
とにより、ウェハ1に微細な破損が生じることを防ぐこ
とができる。Next, as shown in FIG. 41, the protective film 17 (see FIG. 8) described in the first embodiment is formed in the bevel region of the wafer 1. By forming this protective film 17, an insulating film which is not covered by the photoresist film on the bevel region of the wafer 1 by etching when forming a wiring groove in the etch stopper film 15 and the insulating film 16 in a later step 16 and the etch stopper film 15 can be prevented from being etched. Further, a part of the protective film 17 is formed so as to overlap the photoresist film 18 in the bevel region of the wafer 1. This makes it possible to reliably prevent the surface of the insulating film 16 from being exposed in the bevel region of the wafer 1 after the formation of the protective film 17. Further, by forming the protective film 17, it is possible to prevent the wafer 1 from being finely damaged due to the bevel region of the wafer 1 coming into contact with a wafer cassette or the like.
【0106】次に、図42に示すように、前記実施の形
態1にて図16および図17を用いて説明したドライエ
ッチング工程と同様の工程にて、絶縁膜16およびエッ
チストッパ膜15をエッチングし、配線溝19を形成す
る。Next, as shown in FIG. 42, the insulating film 16 and the etch stopper film 15 are etched by a process similar to the dry etching process described with reference to FIGS. Then, a wiring groove 19 is formed.
【0107】前記実施の形態1の場合と同様に、上記の
絶縁膜16およびエッチストッパ膜15のドライエッチ
ング工程の際、ウェハ1のベベル領域においては保護膜
17がマスクとなり、絶縁膜16およびエッチストッパ
膜15のエッチングを防ぐことができる。これにより、
エッチストッパ膜15の下部の酸化シリコン膜12がエ
ッチングされてしまうことを防ぐことが可能となる。す
なわち、ウェハ1のベベル領域の表面が不均一にエッチ
ングされ、その表面が粗くなることに起因する、そのベ
ベル領域からの異物の発生を防ぐことが可能となる。ま
た、エッチングストッパ15のエッチング処理後に、ウ
ェハ1のベベル領域の全域に絶縁膜16およびエッチス
トッパ膜15を残すことができるなら、配線溝19を形
成するエッチング工程時に保護膜17が除去されてしま
ってもよい。As in the case of the first embodiment, in the above-described dry etching step of the insulating film 16 and the etch stopper film 15, the protective film 17 serves as a mask in the bevel region of the wafer 1, and the insulating film 16 and the etch Etching of the stopper film 15 can be prevented. This allows
It is possible to prevent the silicon oxide film 12 below the etch stopper film 15 from being etched. In other words, it is possible to prevent the surface of the bevel region of the wafer 1 from being unevenly etched and roughening the surface, thereby preventing the generation of foreign matter from the bevel region. If the insulating film 16 and the etch stopper film 15 can be left over the entire bevel region of the wafer 1 after the etching process of the etching stopper 15, the protective film 17 is removed during the etching step of forming the wiring groove 19. You may.
【0108】その後、前記実施の形態1において図18
〜図39を用いて説明した工程と同様の工程により、本
実施の形態2の半導体集積回路装置を製造する。Thereafter, in the first embodiment, FIG.
The semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment is manufactured by the same steps as those described with reference to FIGS.
【0109】フォトレジスト膜25Aおよび保護膜24
A(図25〜図27参照)を形成する工程と、フォトレ
ジスト膜25Bおよび保護膜24B(図32および図3
3参照)を形成する工程においても、上記フォトレジス
ト膜18および保護膜17を形成した工程順のように、
フォトレジスト膜を先に形成し、保護膜の形成を後とし
てもよい。The photoresist film 25A and the protective film 24
A (see FIGS. 25 to 27), a photoresist film 25B and a protective film 24B (see FIGS. 32 and 3).
3) also in the step of forming the photoresist film 18 and the protective film 17 in the same order as the step of forming the photoresist film 18 and the protective film 17.
The photoresist film may be formed first, and the protection film may be formed later.
【0110】以上、本発明者によってなされた発明を発
明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。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.
【0111】たとえば、前記実施の形態においては、主
として本発明者によってなされた発明を半導体基板にn
MISが形成された半導体集積回路装置の製造方法につ
いて例示したが、pMISが形成された半導体集積回路
装置の製造方法に適用してもよい。For example, in the above-described embodiment, the invention mainly made by the present inventors is applied to a semiconductor substrate.
Although the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device on which the MIS is formed has been illustrated, the present invention may be applied to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device on which the pMIS is formed.
【0112】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、ダマシン法を用いた配線形成プロセスにより製
造する、たとえばマイクロプロセッサのように高速動作
が要求される半導体集積回路装置、SRAM(Static R
andom Access Memory)のように高速動作が要求される
メモリ回路を有する半導体集積回路装置あるいは上記マ
イクロプロセッサとメモリ回路とを同一半導体基板に設
けている混載型の半導体集積回路装置にも適用できる。The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is a semiconductor integrated circuit device manufactured by a wiring forming process using a damascene method, such as a microprocessor, which requires a high-speed operation, an SRAM (Static R).
The present invention can also be applied to a semiconductor integrated circuit device having a memory circuit that requires high-speed operation, such as an andom access memory, or a hybrid semiconductor integrated circuit device in which the microprocessor and the memory circuit are provided on the same semiconductor substrate.
【0113】[0113]
【発明の効果】本願によっ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
下の通りである。 (1)ウェハのベベル領域(第1領域)上において絶縁
膜を保護膜にて被うことにより、ウェハの素子形成面上
の絶縁膜をエッチングし接続孔および配線溝の少なくと
も一方を形成する工程において、そのベベル領域上の絶
縁膜がエッチングされることを防ぐことができるので、
そのベベル領域からの異物の発生を防ぐことができる。 (2)ウェハのベベル領域(第1領域)上において絶縁
膜を保護膜にて被うことにより、ウェハの素子形成面上
の絶縁膜をエッチングし接続孔および配線溝の少なくと
も一方を形成する工程において、そのベベル領域上の絶
縁膜がエッチングされることを防ぐことができるので、
ウェハのベベル領域におけるバリア導体膜のバリア性を
向上することができる。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows. (1) A step of forming at least one of a connection hole and a wiring groove by etching an insulating film on an element formation surface of a wafer by covering the insulating film with a protective film on a bevel region (first region) of the wafer. In the above, since the insulating film on the bevel region can be prevented from being etched,
The generation of foreign matter from the bevel region can be prevented. (2) A step of forming at least one of a connection hole and a wiring groove by etching the insulating film on the element formation surface of the wafer by covering the insulating film with a protective film on the bevel region (first region) of the wafer. In the above, since the insulating film on the bevel region can be prevented from being etched,
The barrier property of the barrier conductor film in the bevel region of the wafer can be improved.
【図1】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の製造方法を示す要部断面図である。FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention;
【図2】図1に続く半導体集積回路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 integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 1;
【図3】図2に続く半導体集積回路装置の製造工程中の
要部断面図である。3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 2;
【図4】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
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 integrated circuit device according to the embodiment of the present invention during a manufacturing step;
【図5】図3に続く半導体集積回路装置の製造工程中の
要部断面図である。5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 3;
【図6】図5に続く半導体集積回路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 integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 5;
【図7】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
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 integrated circuit device of one embodiment of the present invention during a manufacturing step;
【図8】図7に続く半導体集積回路装置の製造工程中の
要部断面図である。8 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 7;
【図9】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の製造工程中の、ウェハのベベル領域における保護膜
の形成方法の一例を示す要部断面図である。FIG. 9 is a fragmentary cross-sectional view showing one example of a method for forming a protective film in a bevel region of a wafer during a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
【図10】本発明の一実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程中の、ウェハのベベル領域における保護
膜の形成方法の他の一例を示す要部断面図である。FIG. 10 is a fragmentary cross-sectional view showing another example of the method for forming the protective film in the bevel region of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
【図11】本発明の一実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程中の、ウェハのベベル領域における保護
膜の形成方法のさらに他の一例を示す要部断面図であ
る。FIG. 11 is a fragmentary cross-sectional view showing still another example of the method for forming the protective film in the bevel region of the wafer during the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
【図12】図12に示した保護膜の形成方法の変形例を
示す要部断面図である。12 is a fragmentary cross-sectional view showing a modification of the method of forming the protective film shown in FIG.
【図13】本発明の一実施の形態である半導体集積回路
装置の製造に用いるウェハのベベル領域付近を示す要部
断面図である。FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view showing the vicinity of a bevel region of a wafer used for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention;
【図14】本発明の一実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention during a manufacturing step;
【図15】図8に続く半導体集積回路装置の製造工程中
の要部断面図である。15 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 8;
【図16】図14に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。16 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 14;
【図17】図15に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。17 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 15;
【図18】図16に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。18 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 16;
【図19】図17に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。19 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 17;
【図20】図18に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。20 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 18;
【図21】図19に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。21 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 19;
【図22】図20に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。FIG. 22 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 20;
【図23】図21に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。23 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 21;
【図24】図22に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。FIG. 24 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 22;
【図25】本発明の一実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 25 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device of one embodiment of the present invention during a manufacturing step;
【図26】図24に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。26 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 24;
【図27】図25に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。FIG. 27 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 25;
【図28】図26に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。FIG. 28 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 26;
【図29】図27に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。FIG. 29 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 27;
【図30】図28に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。30 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 28;
【図31】図29に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。FIG. 31 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 29;
【図32】図30に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。32 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 30;
【図33】図31に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。FIG. 33 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 31;
【図34】図32に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。34 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 32;
【図35】図33に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。35 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 33;
【図36】図34に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。36 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 34;
【図37】図35に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。FIG. 37 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 35;
【図38】図36に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。38 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 36;
【図39】図37に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。39 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 37;
【図40】本発明の一実施の形態である半導体集積回路
装置の製造方法を示す要部断面図である。FIG. 40 is an essential part cross sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
【図41】図40に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。FIG. 41 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 40;
【図42】図41に続く半導体集積回路装置の製造工程
中の要部断面図である。FIG. 42 is an essential part cross sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following FIG. 41;
1 ウェハ 2 溝 3 酸化シリコン膜 4 酸化シリコン膜 5 p型ウェル 6 ゲート酸化膜 7 ゲート電極 8 キャップ絶縁膜 9 n-型半導体領域 10 サイドウォールスペーサ 11 n+型半導体領域(ソース、ドレイン) 12 酸化シリコン膜 13 接続孔 14 プラグ 14A バリア導体膜 14B 導電性膜 15 エッチストッパ膜(絶縁膜) 16 絶縁膜 17 保護膜 17A 有機溶液 18 フォトレジスト膜(マスキング層) 19 配線溝 20A バリア導体膜(第1導電性膜) 20B 導電性膜(第2導電性膜) 20 埋め込み配線 21 絶縁膜 21A バリア絶縁膜 21B 絶縁膜 21C エッチストッパ膜 21D 絶縁膜 22 絶縁膜 23A 反射防止膜 23B 反射防止膜 24A 保護膜 24B 保護膜 25A フォトレジスト膜(マスキング層) 25B フォトレジスト膜(マスキング層) 26A 接続孔 26B 配線溝 27 埋め込み配線 27A バリア導体膜(第1導電性膜) 27B 導電性膜(第2導電性膜) A1〜A4 領域 B 遮蔽板(第4機構) G ガイド(第1機構) L 溶液滴下機構 P1 パッド(第2機構) P2 ベース Qn nMIS S 溶液噴射機構(第3機構) T 薄膜Reference Signs List 1 wafer 2 groove 3 silicon oxide film 4 silicon oxide film 5 p-type well 6 gate oxide film 7 gate electrode 8 cap insulating film 9 n - type semiconductor region 10 sidewall spacer 11 n + type semiconductor region (source, drain) 12 oxidation Silicon film 13 Connection hole 14 Plug 14A Barrier conductor film 14B Conductive film 15 Etch stopper film (insulation film) 16 Insulation film 17 Protective film 17A Organic solution 18 Photoresist film (masking layer) 19 Wiring groove 20A Barrier conductor film (first) 20B Conductive film (second conductive film) 20 Embedded wiring 21 Insulating film 21A Barrier insulating film 21B Insulating film 21C Etch stopper film 21D Insulating film 22 Insulating film 23A Anti-reflective film 23B Anti-reflective film 24A Protective film 24B Protective film 25A Photoresist film (masking layer) 25B Photoresist film (masking layer) 26A Connection hole 26B Wiring groove 27 Embedded wiring 27A Barrier conductor film (first conductive film) 27B Conductive film (second conductive film) A1-A4 region B Shield plate (fourth mechanism) ) G guide (first mechanism) L solution dropping mechanism P1 pad (second mechanism) P2 base Qn nMIS S solution jetting mechanism (third mechanism) T thin film
フロントページの続き (72)発明者 丸山 裕之 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 津金 賢 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 二瀬 卓也 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 石川 憲輔 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 米谷 統多 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Fターム(参考) 5F033 HH11 HH21 HH32 HH33 JJ11 JJ19 JJ21 JJ32 JJ33 KK01 KK11 KK21 KK32 KK33 MM01 MM02 MM12 MM13 NN06 NN07 PP06 PP15 PP21 PP27 PP28 QQ04 QQ09 QQ10 QQ11 QQ14 QQ25 QQ37 QQ48 QQ73 QQ75 QQ91 RR04 RR06 RR11 SS11 SS15 SS21 XX00 XX24 XX27Continuing from the front page (72) Inventor Hiroyuki Maruyama 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Co., Ltd. Inside the Hitachi, Ltd. Device Development Center (72) Inventor Ken Tsugane 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Co., Ltd. Inside Hitachi, Ltd. Device Development Center (72) Inventor Takuya Nise 5-2-2-1, Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitachi Ultra-SII Systems Co., Ltd. (72) Inventor Kensuke Ishikawa Ome, Tokyo 6-16-16, Shinmachi, Shichi, Japan Hitachi, Ltd. Device Development Center Co., Ltd. (72) Inventor Norita Yoneya 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo F-term in the Hitachi, Ltd. Semiconductor Group (reference) 5F033 HH11 HH21 HH32.
Claims (39)
る工程、(b)前記絶縁膜上にマスキング層を形成する
工程、(c)前記半導体ウェハの外周部の第1領域に保
護膜を形成する工程、(d)前記(b)工程および前記
(c)工程の後、前記マスキング層をマスクとして前記
絶縁膜をエッチングし、接続孔および配線溝の少なくと
も一方を形成する工程、(e)前記(d)工程の後、前
記マスキング層および前記保護膜を除去する工程、
(f)前記接続孔および前記配線溝の内部を含む前記絶
縁膜の表面に第1導電性膜を形成する工程、(g)前記
第1導電性膜の表面に前記接続孔および前記配線溝を埋
め込む第2導電性膜を成膜する工程、(h)前記接続孔
および前記配線溝の外部の前記第1導電性膜および前記
第2導電性膜を除去し、プラグおよび配線の少なくとも
一方を形成する工程、を含むことを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。1. A step of forming an insulating film on a semiconductor wafer, a step of forming a masking layer on the insulating film, and a step of protecting a first region of an outer peripheral portion of the semiconductor wafer. Forming a film; (d) after the steps (b) and (c), etching the insulating film using the masking layer as a mask to form at least one of a connection hole and a wiring groove; e) after the step (d), removing the masking layer and the protective film;
(F) forming a first conductive film on the surface of the insulating film including the inside of the connection hole and the wiring groove; (g) forming the connection hole and the wiring groove on the surface of the first conductive film; Forming a second conductive film to be buried, (h) removing the first conductive film and the second conductive film outside the connection hole and the wiring groove to form at least one of a plug and a wiring A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
造方法において、前記(c)工程は前記(b)工程の後
に行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。2. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the step (c) is performed after the step (b).
造方法において、前記(c)工程は前記(b)工程の前
に行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the step (c) is performed before the step (b).
造方法において、前記保護膜は、前記(e)工程におい
て前記マスキング層と同時に除去される材料からなるこ
とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。4. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said protective film is made of a material which is removed simultaneously with said masking layer in said step (e). Manufacturing method.
造方法において、前記保護膜はポリイミドを主成分とす
る有機系膜であることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。5. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said protective film is an organic film containing polyimide as a main component.
造方法において、前記保護膜および前記マスキング層
は、その一部が重なることを特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。6. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said protective film and said masking layer partially overlap each other.
造方法において、前記第2導電性膜は銅を主成分とする
ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said second conductive film contains copper as a main component.
る工程、(b)前記絶縁膜上にマスキング層を形成する
工程、(c)前記半導体ウェハの外周部の第1領域に、
有機系材料を主成分とする保護膜を形成する工程、
(d)前記(b)工程および前記(c)工程の後、前記
マスキング層をマスクとして前記絶縁膜をエッチング
し、接続孔および配線溝の少なくとも一方を形成する工
程、(e)前記(d)工程の後、前記マスキング層およ
び前記保護膜を除去する工程、(f)前記接続孔および
前記配線溝の内部を含む前記絶縁膜の表面に第1導電性
膜を形成する工程、(g)前記第1導電性膜の表面に前
記接続孔および前記配線溝を埋め込む第2導電性膜を成
膜する工程、(h)前記接続孔および前記配線溝の外部
の前記第1導電性膜および前記第2導電性膜を除去し、
プラグおよび配線の少なくとも一方を形成する工程、を
含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。8. A step of forming an insulating film on a semiconductor wafer, a step of forming a masking layer on the insulating film, and a step of forming a masking layer on the insulating film.
Forming a protective film mainly composed of an organic material,
(D) after the steps (b) and (c), etching the insulating film using the masking layer as a mask to form at least one of a connection hole and a wiring groove; (e) the step (d). Removing the masking layer and the protective film after the step; (f) forming a first conductive film on the surface of the insulating film including the inside of the connection hole and the wiring groove; Forming a second conductive film for burying the connection hole and the wiring groove on the surface of the first conductive film; and (h) forming the first conductive film outside the connection hole and the wiring groove and the second conductive film. 2 Remove the conductive film,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: forming at least one of a plug and a wiring.
造方法において、前記(c)工程は前記(b)工程の後
に行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。9. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein the step (c) is performed after the step (b).
製造方法において、前記(c)工程は前記(b)工程の
前に行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。10. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein the step (c) is performed before the step (b).
製造方法において、前記保護膜は、前記(e)工程にお
いて前記マスキング層と同時に除去される材料からなる
ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。11. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein said protective film is made of a material which is removed simultaneously with said masking layer in said step (e). Manufacturing method.
製造方法において、前記保護膜および前記マスキング層
は、その一部が重なることを特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。12. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein said protective film and said masking layer partially overlap each other.
製造方法において、前記保護膜はポリイミドを主成分と
することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。13. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein said protective film contains polyimide as a main component.
製造方法において、前記(c)工程は、(c1)前記半
導体ウェハの外周部において、前記第1領域と接触しな
い位置に第1機構を配置する工程、(c2)前記第1領
域と前記第1機構との間に前記保護膜の材料となる溶液
を所定のレートで注入し、その溶液を保持する工程、
(c3)前記溶液から溶媒を蒸発させ、前記保護膜を形
成する工程、を含むことを特徴とする半導体集積回路装
置の製造方法。14. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein the step (c) comprises: (c1) placing the first mechanism at a position on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer which is not in contact with the first region. (C2) injecting a solution to be a material of the protective film between the first region and the first mechanism at a predetermined rate, and holding the solution;
(C3) evaporating a solvent from the solution to form the protective film.
の製造方法において、前記(c2)工程においては、前
記第1領域と前記第1機構との間の距離を一定に保ちつ
つ、前記半導体ウェハおよび前記第1機構の少なくとも
一方を、前記半導体ウェハの中心を軸として、所定の回
転数で少なくとも1周回転させることを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法。15. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 14, wherein, in the step (c2), the semiconductor wafer is kept at a constant distance between the first region and the first mechanism. And a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, characterized in that at least one of the first mechanism is rotated at least once around a center of the semiconductor wafer at a predetermined number of rotations.
製造方法において、前記(c)工程は、(c1)前記半
導体ウェハの外周部の前記第1領域を前記保護膜の材料
となる溶液で湿潤した第2機構に押し込み、前記第1領
域に前記溶液を塗布する工程、(c2)前記溶液から溶
媒を蒸発させ、前記保護膜を形成する工程、を含むこと
を特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。16. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein in the step (c), (c1) the first region on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer is made of a solution serving as a material of the protective film. A semiconductor integrated circuit device comprising: a step of applying the solution to the first region by pushing it into the wet second mechanism; and (c2) evaporating a solvent from the solution to form the protective film. Manufacturing method.
の製造方法において、前記(c1)工程においては、前
記前記第1領域の前記第2機構への押し込み量を一定に
保ちつつ、前記半導体ウェハおよび前記第2機構の少な
くとも一方を、前記半導体ウェハの中心を軸として、所
定の回転数で少なくとも1周回転させることを特徴とす
る半導体集積回路装置の製造方法。17. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 16, wherein in the step (c1), the semiconductor wafer is kept constant while the first region is pushed into the second mechanism. And a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein at least one of the second mechanism is rotated at least once around a center of the semiconductor wafer at a predetermined number of rotations.
製造方法において、前記(c)工程は、(c1)前記半
導体ウェハの外周部の前記第1領域に、第3機構を用い
て前記保護膜の材料となる溶液を噴霧することにより、
その溶液を塗布する工程、(c2)前記溶液から溶媒を
蒸発させ、前記保護膜を形成する工程、を含むことを特
徴とする半導体集積回路装置の製造方法。18. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein the step (c) comprises: (c1) using the third mechanism to protect the first region in an outer peripheral portion of the semiconductor wafer using a third mechanism. By spraying the solution that will be the material of the membrane,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a step of applying the solution; and (c2) a step of evaporating a solvent from the solution to form the protective film.
の製造方法において、前記(c1)工程においては、前
記半導体ウェハの素子形成面から所定の距離を隔てた位
置に第4機構を配置し、前記溶液を前記第1領域に選択
的に塗布することを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。19. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 18, wherein in the step (c1), a fourth mechanism is disposed at a position separated by a predetermined distance from an element formation surface of the semiconductor wafer, A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the solution is selectively applied to the first region.
製造方法において、前記第2導電性膜は銅を主成分とす
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。20. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein said second conductive film contains copper as a main component.
する工程、(b)前記絶縁膜上にマスキング層を形成す
る工程、(c)前記半導体ウェハの外周部の第1領域に
保護膜を形成する工程、(d)前記(b)工程および前
記(c)工程の後、前記マスキング層をマスクとして前
記絶縁膜をエッチングし、接続孔および配線溝の少なく
とも一方を形成する工程、(e)前記(d)工程の後、
前記マスキング層および前記保護膜を除去する工程、を
含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。21. (a) forming an insulating film on a semiconductor wafer, (b) forming a masking layer on the insulating film, and (c) protecting a first region on an outer peripheral portion of the semiconductor wafer. Forming a film; (d) after the steps (b) and (c), etching the insulating film using the masking layer as a mask to form at least one of a connection hole and a wiring groove; e) After the step (d),
Removing the masking layer and the protective film. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
の製造方法において、前記(c)工程は前記(b)工程
の後に行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造
方法。22. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 21, wherein the step (c) is performed after the step (b).
の製造方法において、前記(c)工程は前記(b)工程
の前に行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造
方法。23. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 21, wherein the step (c) is performed before the step (b).
の製造方法において、前記保護膜は前記(d)工程にお
けるエッチング時に異物を発生しない機械的強度を有す
ることを特徴とすることを特徴とする半導体集積回路装
置の製造方法。24. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 21, wherein said protective film has a mechanical strength such that no foreign matter is generated at the time of etching in said step (d). A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
の製造方法において、前記保護膜は、前記(e)工程に
おいて前記マスキング層と同時に除去される材料からな
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。25. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 21, wherein said protective film is made of a material which is removed simultaneously with said masking layer in said step (e). Manufacturing method.
の製造方法において、前記保護膜はポリイミドを主成分
とする有機系膜であることを特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。26. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 21, wherein said protective film is an organic film containing polyimide as a main component.
の製造方法において、前記保護膜および前記マスキング
層は、その一部が重なることを特徴とする半導体集積回
路装置の製造方法。27. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 21, wherein said protective film and said masking layer partially overlap each other.
する工程、(b)前記絶縁膜上にマスキング層を形成す
る工程、(c)前記半導体ウェハの外周部の第1領域
に、有機系材料を主成分とする保護膜を形成する工程、
(d)前記(b)工程および前記(c)工程の後、前記
マスキング層をマスクとして前記絶縁膜をエッチング
し、接続孔および配線溝の少なくとも一方を形成する工
程、(e)前記(d)工程の後、前記マスキング層およ
び前記保護膜を除去する工程、を含むことを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。28. (a) a step of forming an insulating film on a semiconductor wafer, (b) a step of forming a masking layer on the insulating film, and (c) a first region on an outer peripheral portion of the semiconductor wafer. Forming a protective film mainly composed of an organic material,
(D) after the steps (b) and (c), etching the insulating film using the masking layer as a mask to form at least one of a connection hole and a wiring groove; (e) the step (d). Removing the masking layer and the protective film after the step.
の製造方法において、前記(c)工程は前記(b)工程
の後に行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造
方法。29. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 28, wherein the step (c) is performed after the step (b).
の製造方法において、前記(c)工程は前記(b)工程
の前に行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造
方法。30. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 28, wherein the step (c) is performed before the step (b).
の製造方法において、前記保護膜は、前記(e)工程に
おいて前記マスキング層と同時に除去される材料からな
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。31. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 28, wherein said protective film is made of a material which is removed simultaneously with said masking layer in said step (e). Manufacturing method.
の製造方法において、前記保護膜および前記マスキング
層は、その一部が重なることを特徴とする半導体集積回
路装置の製造方法。32. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 28, wherein said protective film and said masking layer partially overlap each other.
の製造方法において、前記保護膜はポリイミドを主成分
とすることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。33. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 28, wherein said protective film is mainly composed of polyimide.
の製造方法において、前記(c)工程は、(c1)前記
半導体ウェハの外周部において、前記第1領域と接触し
ない位置に第1機構を配置する工程、(c2)前記第1
領域と前記第1機構との間に前記保護膜の材料となる溶
液を所定のレートで注入し、その溶液を保持する工程、
(c3)前記溶液から溶媒を蒸発させ、前記保護膜を形
成する工程、を含むことを特徴とする半導体集積回路装
置の製造方法。34. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 28, wherein the step (c) comprises: (c1) placing the first mechanism at a position on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer which is not in contact with the first region. Arranging, (c2) the first step
Injecting a solution to be a material of the protective film between a region and the first mechanism at a predetermined rate, and holding the solution;
(C3) evaporating a solvent from the solution to form the protective film.
の製造方法において、前記(c2)工程においては、前
記第1領域と前記第1機構との間の距離を一定に保ちつ
つ、前記半導体ウェハおよび前記第1機構の少なくとも
一方を、前記半導体ウェハの中心を軸として、所定の回
転数で少なくとも1周回転させることを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法。35. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 34, wherein in the step (c2), the semiconductor wafer is kept at a constant distance between the first region and the first mechanism. And a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, characterized in that at least one of the first mechanism is rotated at least once around a center of the semiconductor wafer at a predetermined number of rotations.
の製造方法において、前記(c)工程は、(c1)前記
半導体ウェハの外周部の前記第1領域を前記保護膜の材
料となる溶液で湿潤した第2機構に押し込み、前記第1
領域に前記溶液を塗布する工程、(c2)前記溶液から
溶媒を蒸発させ、前記保護膜を形成する工程、を含むこ
とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。36. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 28, wherein in the step (c), (c1) the first region on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer is a solution that becomes a material of the protective film. Push into the wet second mechanism,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a step of applying the solution to a region; and (c2) a step of evaporating a solvent from the solution to form the protective film.
の製造方法において、前記(c1)工程においては、前
記前記第1領域の前記第2機構への押し込み量を一定に
保ちつつ、前記半導体ウェハおよび前記第2機構の少な
くとも一方を、前記半導体ウェハの中心を軸として、所
定の回転数で少なくとも1周回転させることを特徴とす
る半導体集積回路装置の製造方法。37. In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 36, in the step (c1), the semiconductor wafer is kept constant while pushing the first region into the second mechanism. And a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein at least one of the second mechanism is rotated at least once around a center of the semiconductor wafer at a predetermined rotation speed.
の製造方法において、前記(c)工程は、(c1)前記
半導体ウェハの外周部の前記第1領域に、第3機構を用
いて前記保護膜の材料となる溶液を噴霧することによ
り、その溶液を塗布する工程、(c2)前記溶液から溶
媒を蒸発させ、前記保護膜を形成する工程、を含むこと
を特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。38. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 28, wherein in the step (c), (c1) the protection is performed by using a third mechanism in the first region on an outer peripheral portion of the semiconductor wafer. A step of applying the solution as a material for the film by spraying the solution; and (c2) evaporating a solvent from the solution to form the protective film. Production method.
の製造方法において、前記(c1)工程においては、前
記半導体ウェハから所定の距離を隔てた位置に第4機構
を配置し、前記溶液を前記第1領域のみに塗布すること
を特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。39. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 38, wherein in the step (c1), a fourth mechanism is disposed at a position separated by a predetermined distance from the semiconductor wafer, and A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the method is applied only to a first region.
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