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JP2001358105A - Forming method of embedded wiring, cmp device, and semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Forming method of embedded wiring, cmp device, and semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JP2001358105A
JP2001358105A JP2000176045A JP2000176045A JP2001358105A JP 2001358105 A JP2001358105 A JP 2001358105A JP 2000176045 A JP2000176045 A JP 2000176045A JP 2000176045 A JP2000176045 A JP 2000176045A JP 2001358105 A JP2001358105 A JP 2001358105A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
barrier metal
polishing
etching
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000176045A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Chibahara
宏幸 千葉原
Masanobu Iwasaki
正修 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000176045A priority Critical patent/JP2001358105A/en
Publication of JP2001358105A publication Critical patent/JP2001358105A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming embedded wiring of flat surface by preventing dishing at chemical-mechanical polishing, independently of layout, such as wiring width, density level of wiring or the like. SOLUTION: The method includes a first process, where a channel for embedded wiring, is formed at a flat interlayer insulating film 4 formed on a silicon substrate 1, a second process where a barrier metal 6 and Cu films 7 and 7a which are to be a main wiring, a third process where an unwanted Cu film on the interlayer insulating film 4 is removed, with a thin skin left out, by a first chemical-mechanical polishing, a fourth process where only the pellicle- state Cu film is removed by etching until the barrier metal 6 is exposed, and a fifth process where an unwanted barrier metal is removed by a second chemical-mechanical polishing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、CMP(化学機
械研磨)法を用いた埋め込み配線の形成方法およびこの
埋め込み配線の形成方法に使用するCMP装置、並びに
半導体装置およびその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 forming a buried wiring using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method, a CMP apparatus used for the method for forming a buried wiring, a semiconductor device, and a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、CMPを用いた埋め込み配線の形
成方法として、例えば特開平6−120219号公報に
示されたようなものがある。この従来例では、例えば図
8および図9に示すように、先ず、シリコン基板26上
の熱酸化膜27、窒化膜28および層間絶縁膜29から
なる酸化シリコン膜にフォトリソグラフイー・ドライエ
ッチング工程で配線用の溝を加工し、次に、バリアメタ
ル30およびCu膜31、31aを溝内に埋め込み、最
後にCMPにより不要なCu膜およびバリアメタルを除
去して埋め込み配線を形成するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of forming an embedded wiring by using CMP, for example, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-120219. In this conventional example, as shown in FIGS. 8 and 9, for example, a silicon oxide film composed of a thermal oxide film 27, a nitride film 28 and an interlayer insulating film 29 on a silicon substrate 26 is first subjected to a photolithographic dry etching process. A groove for wiring is processed, then a barrier metal 30 and Cu films 31, 31a are buried in the groove, and finally, an unnecessary Cu film and barrier metal are removed by CMP to form a buried wiring.

【0003】また、別な従来例として、例えば、特開平
第2000−12543号公報や特開平9−32639
2号公報に示されたものがある。この従来例では、CM
Pによる配線・プラグ形成を2ステップに分け、1ステ
ップ目では研磨速度の大きい条件で、対象とする金属膜
をあらかた除去し、2ステップ目では研磨速度を小さく
した条件で処理し、研磨後の配線・プラグの凹みが小さ
くなるようにするものである。
As another conventional example, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-12543 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-32639.
There is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2 (Kokai) Publication. In this conventional example, CM
The wiring / plug formation by P is divided into two steps. In the first step, the target metal film is roughly removed under the condition of a high polishing rate, and in the second step, the processing is performed under the condition of a low polishing rate. This is to reduce the recess of the wiring / plug.

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の埋め込み配線の形成方法では、以下のような問
題点があった。先ず、上記特開平6−120219号公
報による方法は、埋め込み配線形成の基本フローではあ
るが、現実には図8および図9に示すように、CMPに
よるCu配線のディッシングが発生するという問題点が
あった。
However, the above-mentioned conventional method for forming an embedded wiring has the following problems. First, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 6-120219 is a basic flow of forming an embedded wiring, but in reality, as shown in FIGS. there were.

【0004】即ち、図8はCu膜の研磨速度は大きい
が、バリアメタルの研磨速度が小さい場合、図9はCu
膜とバリアメタルの研磨速度は大きいが、酸化膜の研磨
速度が小さい場合のそれぞれディッシングの発生を示し
ている。これは、CMPに用いるスラリー(研磨剤)
が、Cu膜は早く研磨するが、バリアメタルあるいは酸
化膜は研磨しにくいように成分を制御しているため、C
u膜以外の異種膜が基板表面に露出したときに、Cu膜
のみが選択的に研磨され、配線が凹んでしまうためであ
る。この凹みはウエハと作用する研磨布の変形によって
もたらされるが、配線幅の大きい箇所ほど研磨布の変形
量が大きくなるためディッシング量も大きくなる。
That is, FIG. 8 shows a case where the polishing rate of the Cu film is high but the polishing rate of the barrier metal is low.
This indicates that dishing occurs when the polishing rate of the film and the barrier metal is high but the polishing rate of the oxide film is low. This is a slurry (abrasive) used for CMP
However, although the Cu film is polished quickly, the barrier metal or the oxide film is controlled in composition so that it is difficult to polish.
This is because, when a different kind of film other than the u film is exposed on the substrate surface, only the Cu film is selectively polished and the wiring is dented. This depression is caused by the deformation of the polishing cloth acting on the wafer. The larger the wiring width, the larger the amount of deformation of the polishing cloth, and therefore the greater the dishing amount.

【0005】また、上記特開第2000−12543号
公報および特開平9−326392号公報による方法
は、実質的に上記従来例の問題点を解決するべく、CM
Pによる配線・プラグ形成を2ステップに分けているも
のであり、スラリーを工夫して、研磨後の配線・プラグ
を軽減させることはできるが、CMPという技術を用い
ている以上、若干の金属部分の凹みは避けられないとい
う問題点があった。
Further, the methods disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-12543 and 9-326392 disclose CMs in order to substantially solve the problems of the conventional example.
The formation of wiring and plugs by P is divided into two steps, and it is possible to reduce the amount of wiring and plugs after polishing by devising the slurry. There is a problem that dents cannot be avoided.

【0006】この発明は、配線幅・配線の密集度などと
いったレイアウトに関わり無く、CMPによるディッシ
ングを防止し、平坦な表面を有する埋め込み配線の形成
方法およびCMP装置、並びに半導体装置およびその製
造方法を提供することを目的とする。
The present invention is directed to a method of forming a buried wiring having a flat surface, a CMP apparatus, a semiconductor device, and a method of manufacturing the same by preventing dishing by CMP irrespective of a layout such as a wiring width and a wiring density. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る埋
め込み配線の形成方法は、半導体基板上に形成された平
坦な層間絶縁膜に埋め込み配線用の溝を形成する第1の
工程と、上記溝にバリアメタルと主配線となるCu膜を
形成する第2の工程と、上記層間絶縁膜上の不要なCu
膜を薄皮残した状態まで、1回目の化学機械研磨により
除去する第3の工程と、上記薄皮の状態のCu膜のみ
を、上記バリアメタルが露出するまでエッチングにより
除去する第4の工程と、不要なバリアメタルを2回目の
化学機械研磨により除去する第5の工程とを有するもの
である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of forming a buried wiring, comprising: forming a groove for a buried wiring in a flat interlayer insulating film formed on a semiconductor substrate; A second step of forming a barrier metal and a Cu film serving as a main wiring in the trench, and removing unnecessary Cu on the interlayer insulating film;
A third step of removing the film by a first chemical mechanical polishing until a thin film remains, and a fourth step of removing only the Cu film in the thin film state by etching until the barrier metal is exposed, And a fifth step of removing unnecessary barrier metal by the second chemical mechanical polishing.

【0008】請求項2の発明に係る埋め込み配線の形成
方法は、請求項1の発明において、、上記バリアメタル
がTaまたはTaNを含む材料であり、かつ上記Cu膜
のエッチングは、水素イオン濃度がpH6以下で、上記
バリアメタルがエッチングされにくい酸性溶液の薬液を
用いて行われるものである。
According to a second aspect of the present invention, in the method of the first aspect, the barrier metal is a material containing Ta or TaN, and the etching of the Cu film has a hydrogen ion concentration. This is performed using a chemical solution of an acidic solution having a pH of 6 or less and in which the barrier metal is not easily etched.

【0009】請求項3の発明に係る埋め込み配線の形成
方法は、請求項1の発明において、上記バリアメタルが
TaまたはTaNを含む材料であり、かつ上記Cu膜の
エッチングは、上記Cu膜との化学反応が活性なガス
で、上記バリアメタルがエッチングされにくいガスを用
いた気相エッチングを行うものである。
According to a third aspect of the present invention, in the method of the first aspect, the barrier metal is a material containing Ta or TaN, and the etching of the Cu film is performed with the Cu film. Gas phase etching is performed using a gas that is a chemical reaction active gas and is difficult to etch the barrier metal.

【0010】請求項4の発明に係る埋め込み配線の形成
方法は、請求項1〜3のいずれかの発明において、上記
Cu膜のエッチングをCMP装置内の洗浄ユニット内で
行うことによって、上記1回目の化学機械研磨(Cu膜
研磨)から、上記2回目の化学機械研磨(バリアメタル
研磨)終了までを、一台のCMP装置内でクローズさせ
るものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of forming a buried interconnect according to any one of the first to third aspects, the etching of the Cu film is performed in a cleaning unit in a CMP apparatus, so that the first etching is performed. From the chemical mechanical polishing (Cu film polishing) to the end of the second chemical mechanical polishing (barrier metal polishing) in one CMP apparatus.

【0011】請求項5の発明に係る埋め込み配線の形成
方法は、請求項1〜4のいずれかの発明において、上記
Cu膜のエッチングの際に、上記半導体基板のウエハ表
面の変化を光検出手段で検知し、上記バリアメタルの露
出でエッチングのエンドポイントをかけるものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a buried interconnect according to any one of the first to fourth aspects, wherein a change in the wafer surface of the semiconductor substrate is detected by light detection when the Cu film is etched. And the end point of the etching is applied by the exposure of the barrier metal.

【0012】請求項6の発明に係る埋め込み配線の形成
方法は、請求項3の発明において、上記Taの発光スペ
クトルを検出することにより、上記バリアメタルの露出
でエッチングのエンドポイントをかけるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a buried interconnect according to the third aspect of the present invention, wherein an end point of etching is applied when the barrier metal is exposed by detecting the Ta emission spectrum. .

【0013】請求項7の発明に係る埋め込み配線の形成
方法は、請求項1〜6のいずれかの発明において、Ar
イオンによるスパッタエッチを用いて、上記薄皮のCu
膜を除去するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of forming an embedded wiring according to any one of the first to sixth aspects, wherein
Using a sputter etch by ions, Cu
This is to remove the film.

【0014】請求項8の発明に係る埋め込み配線の形成
方法は、請求項1〜7のいずれかの発明において、上記
2回目の化学機械研磨は、上記半導体基板の表面から上
記バリアメタルの厚さ分だけ上記Cu膜がリセスするま
でエッチングを行い、上記バリアメタルのみが選択的に
研磨される研磨剤または研磨条件を用いて行うものであ
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in the method of any one of the first to seventh aspects, the second chemical mechanical polishing is performed such that the thickness of the barrier metal is reduced from the surface of the semiconductor substrate. Etching is performed until the Cu film is recessed by an amount, and the polishing is performed using a polishing agent or polishing conditions for selectively polishing only the barrier metal.

【0015】請求項9の発明に係る埋め込み配線の形成
方法は、請求項1〜8のいずれかの発明において、上記
2回目の化学機械研磨は、上記Cu膜と上記層間絶縁膜
との研磨速度が同じで、上記バリアメタルの研磨速度の
みを両者以上に増大させた研磨剤または研磨条件を用い
て行うものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the method of any one of the first to eighth aspects, the second chemical mechanical polishing is performed by removing a polishing rate of the Cu film and the interlayer insulating film. And the polishing is performed using a polishing agent or polishing conditions in which only the polishing rate of the barrier metal is increased to both of them.

【0016】請求項10の発明に係るCMP装置は、半
導体基板上の層間絶縁膜に形成された埋め込み配線用の
溝を埋ているバリアメタルと主配線となるCu膜の内、
該Cu膜を薄皮が残る状態まで研磨する第1の研磨ユニ
ットと、上記Cu膜を必要な量だけ洗浄する第1の洗浄
ユニットと、上記バリアメタルの不要なものを除去する
第2の研磨ユニットと、上記半導体基板に付着した研磨
剤を洗浄する第2の洗浄ユニットとを備えたものであ
る。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a CMP apparatus comprising: a barrier metal filling a trench for an embedded wiring formed in an interlayer insulating film on a semiconductor substrate;
A first polishing unit for polishing the Cu film until a thin layer remains, a first cleaning unit for cleaning a required amount of the Cu film, and a second polishing unit for removing unnecessary portions of the barrier metal And a second cleaning unit for cleaning the abrasive adhered to the semiconductor substrate.

【0017】請求項11の発明に係るCMP装置は、請
求項10の発明において、上記半導体基板のウエハ表面
の変化を検知し、上記バリアメタルの露出でエッチング
の終点検出を行う光検出手段を備えたものである。
An CMP apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the CMP apparatus according to the tenth aspect, further comprising light detecting means for detecting a change in the wafer surface of the semiconductor substrate and detecting an end point of the etching when the barrier metal is exposed. It is a thing.

【0018】請求項12の発明に係る半導体装置、半導
体基板上の平坦な層間絶縁膜に設けられた埋め込み配線
用の溝に形成され、バリアメタルと主配線となるCu膜
を有し、表面が平坦な埋め込み配線を備えたものであ
る。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a Cu film serving as a barrier metal and a main wiring formed in a trench for a buried wiring provided in a flat interlayer insulating film on a semiconductor substrate. It has a flat embedded wiring.

【0019】請求項13の発明に係る半導体装置の製造
方法は、半導体基板上に形成された平坦な層間絶縁膜に
埋め込み配線用の溝を形成する第1の工程と、上記溝に
バリアメタルと主配線となるCu膜を形成する第2の工
程と、上記層間絶縁膜上の不要なCu膜を薄皮残した状
態まで、1回目の化学機械研磨により除去する第3の工
程と、上記薄皮の状態のCu膜のみを、上記バリアメタ
ルが露出するまでエッチングにより除去する第4の工程
と、不要なバリアメタルを2回目の化学機械研磨により
除去する第5の工程とを用いて埋め込み配線を形成する
処理工程を少なくとも含むものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a first step of forming a trench for buried wiring in a flat interlayer insulating film formed on a semiconductor substrate; A second step of forming a Cu film serving as a main wiring, a third step of removing the unnecessary Cu film on the interlayer insulating film by a first chemical mechanical polishing until a thin skin is left, and A buried wiring is formed using a fourth step of removing only the Cu film in a state by etching until the barrier metal is exposed and a fifth step of removing unnecessary barrier metal by a second chemical mechanical polishing. At least.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図を参照して説明する。 実施の形態1.図1および図2は、この発明の実施の形
態1を示す工程図である。この図1および図2を参照し
ながら、ディッシングを抑制した埋め込み配線の形成方
法について説明する。なお、ここでは、埋め込み配線下
の構造については省略してある。先ず、図1(a)に示
すように、半導体基板としてのシリコン基板1上に、熱
酸化膜2を300nm、窒化膜3を60nm、および層
間絶縁膜4を400nm成膜する。次に、図1(b)に
示すように、層間絶縁膜4をフォトリングラフィー工程
・異方性エッチング工程で加工し、埋め込み配線用の溝
を形成する。このときの窒化膜3は、層間絶縁膜4のエ
ッチングストッパ層として用いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. FIGS. 1 and 2 are process diagrams showing Embodiment 1 of the present invention. With reference to FIGS. 1 and 2, a method of forming a buried wiring in which dishing is suppressed will be described. Here, the structure below the embedded wiring is omitted. First, as shown in FIG. 1A, on a silicon substrate 1 as a semiconductor substrate, a thermal oxide film 2 is formed to a thickness of 300 nm, a nitride film 3 is formed to a thickness of 60 nm, and an interlayer insulating film 4 is formed to a thickness of 400 nm. Next, as shown in FIG. 1B, the interlayer insulating film 4 is processed by a photolinography step and an anisotropic etching step to form a groove for an embedded wiring. At this time, the nitride film 3 is used as an etching stopper layer of the interlayer insulating film 4.

【0021】次に、図1(c)に示すように、そのパタ
ーン上に、スパッタ法にて、バリアメタル6となるTa
N(窒化タンタル)を35nmと、メッキのシード層即
ちCu膜(電解メッキの開始時に種となるCu薄膜)7
を200nm成膜する。なお、バリアメタル6の材料と
してはTaNの代わりにTa(タンタル)を用いてもよ
い。そして電解メッキ法を用いて、シリコン基板1上に
Cu膜7aの成膜を600nm行う。
Next, as shown in FIG. 1 (c), a Ta film serving as a barrier metal 6 is formed on the pattern by sputtering.
N (tantalum nitride) is 35 nm and a plating seed layer, ie, a Cu film (a Cu thin film serving as a seed at the start of electrolytic plating) 7
Is deposited to a thickness of 200 nm. Note that Ta (tantalum) may be used instead of TaN as the material of the barrier metal 6. Then, a Cu film 7a is formed to a thickness of 600 nm on the silicon substrate 1 by using an electrolytic plating method.

【0022】次に、図2(a)に示すように、シリコン
基板1上のCu膜7および7aをCMP法(化学機械研
磨法)によって研磨し、元膜厚の90%程度を除去した
時点で研磨を停止する。シリコン基板1の表面全体には
Cu膜7および7aが残されており、まだバリアメタル
6が露出していないため、ディッシングは発生しておら
ず平坦な表面が得られている。
Next, as shown in FIG. 2 (a), the Cu films 7 and 7a on the silicon substrate 1 are polished by a CMP method (chemical mechanical polishing) to remove about 90% of the original film thickness. Stop polishing with. Since the Cu films 7 and 7a are left on the entire surface of the silicon substrate 1 and the barrier metal 6 is not yet exposed, dishing does not occur and a flat surface is obtained.

【0023】次に、図2(b)に示すように、このシリ
コン基板1を、水素イオン濃度がpH6以下で、バリア
メタル6がエッチングされにくい酸性溶液の薬液例えば
濃度が5%以下の硫酸や硫酸+過酸化水素等を用いてエ
ッチングする。TaNは硫酸では非常にエッチングされ
にくいため、Cu膜のみが選択的にエッチングされる。
エッチングが進み、ウエハ全体でバリアメタル6が露出
した時点でエッチングを停止する。
Next, as shown in FIG. 2 (b), the silicon substrate 1 is treated with a chemical solution of an acidic solution having a hydrogen ion concentration of pH 6 or less and the barrier metal 6 is difficult to be etched, such as sulfuric acid having a concentration of 5% or less. Etching is performed using sulfuric acid + hydrogen peroxide or the like. Since TaN is very difficult to etch with sulfuric acid, only the Cu film is selectively etched.
The etching is stopped, and the etching is stopped when the barrier metal 6 is exposed on the entire wafer.

【0024】そして、図2(c)に示すように、再びC
MPを用いて、シリコン基板1上の不要なバリアメタル
6を全て除去し、平坦な埋め込み配線を形成する。この
ときに用いるスラリー(研磨剤)は、Cu膜に対するT
aNの研磨速度の比率が、1以上(TaNの方が研磨さ
れやすい)であるものを用いる。
Then, as shown in FIG.
Using MP, all unnecessary barrier metal 6 on the silicon substrate 1 is removed, and a flat embedded wiring is formed. The slurry (abrasive) used at this time is T
The polishing rate ratio of aN is 1 or more (TaN is more easily polished).

【0025】上記図2(a)の時点から、Cu膜のみを
選択的に除去する方法については、Cu膜のエッチング
によるウェットエッチの他に、アンモニアガスの様にC
u膜との反応性の高いガスを用いた気相エッチング、A
rイオンを用いた物理的なスパッタエッチング等も考え
られる。気相エッチングは、Taの発光スペクトルを検
出することによってエッチングの終点(エンドポイン
ト)をかけることもできる。なお、上記の説明はシング
ル埋め込みについてであるが、デュアル埋め込みの形成
においても同様に形成できる。
As for the method of selectively removing only the Cu film from the time point of FIG. 2A, in addition to the wet etching by etching of the Cu film, the method of removing C
gas phase etching using gas having high reactivity with u film, A
Physical sputter etching using r ions can also be considered. In the vapor phase etching, an end point (end point) of the etching can be applied by detecting an emission spectrum of Ta. Although the above description is about single embedding, the same can be applied to formation of dual embedding.

【0026】図3は、実施の形態1で用いられる複数の
研磨ユニットと洗浄ユニットを持つCMP装置を示す構
成図である。図において、8はウェハカセット、9,1
0は回転定盤、11,12は研磨ヘッド、13は搬送ロ
ボット、14,14a,14bは洗浄ユニットである。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a CMP apparatus having a plurality of polishing units and a cleaning unit used in the first embodiment. In the figure, 8 is a wafer cassette, 9 and 1
Reference numeral 0 denotes a rotary platen, 11 and 12 denote polishing heads, 13 denotes a transfer robot, and 14, 14a and 14b denote cleaning units.

【0027】また、図4は、図3における研磨ユニット
即ち研磨ヘッド11と回転定盤9、或いは研磨ヘッド1
2と回転定盤10の部分の具体例を示す概略図である。
図において、15は研磨ヘッド、16はノズル、17は
スラリー、18は研磨布、19は回転定盤である。
FIG. 4 shows the polishing unit or polishing head 11 and the rotary platen 9 shown in FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing a specific example of a portion of a rotary platen 2.
In the figure, 15 is a polishing head, 16 is a nozzle, 17 is a slurry, 18 is a polishing cloth, and 19 is a rotary platen.

【0028】また、図5は、研磨後のウエハを洗浄する
洗浄ユニット即ち図3における洗浄ユニット14,14
a,14bの具体例を示す概略図である。図において、
20はスポンジブラシ、21はシリコン基板、22は薬
液ノズル、23は純水ノズルである。この様なCMP装
置を用いた場合、洗浄ユニット内の一つにCu膜をエッ
チングする薬液を入れることにより、CMP装置内で上
記全ての処理を行うことが可能となる。
FIG. 5 shows a cleaning unit for cleaning the polished wafer, that is, the cleaning units 14 and 14 in FIG.
It is the schematic which shows the specific example of 14a and 14b. In the figure,
20 is a sponge brush, 21 is a silicon substrate, 22 is a chemical liquid nozzle, and 23 is a pure water nozzle. When such a CMP apparatus is used, all of the above-described processing can be performed in the CMP apparatus by putting a chemical for etching the Cu film into one of the cleaning units.

【0029】図6は、上記処理を行う場合のウエハの流
れを概略的に図示したものである。先ず、1つの研磨ユ
ニットで上記図2(a)の形状になるようにCu膜を研
磨する(図6(a))。次に、洗浄ユニットの一つでC
u膜を必要な量だけウエットエッチングして、上記図2
(b)の形状を作る。2番目の研磨ユニットで不要なバ
リアメタルを除去し、上記図2(c)の形状を作る。つ
まり、この2番目の研磨ユニットにおける2回目の化学
機械研磨は、シリコン基板21の表面からバリアメタル
の厚さ分だけCu膜がリセスするまでエッチングを行
い、バリアメタルのみが選択的に研磨される研磨剤また
は研磨条件を用いて行う。後はウエハに付着したスラリ
ーを残る洗浄ユニットで洗浄し、ウエハをカセットに戻
す。
FIG. 6 schematically shows the flow of a wafer when the above processing is performed. First, the Cu film is polished by one polishing unit so as to have the shape shown in FIG. 2A (FIG. 6A). Next, in one of the cleaning units, C
The required amount of the u film is wet-etched,
Create the shape of (b). Unnecessary barrier metal is removed in the second polishing unit to form the shape shown in FIG. In other words, in the second chemical mechanical polishing in the second polishing unit, etching is performed from the surface of the silicon substrate 21 until the Cu film is recessed by the thickness of the barrier metal, and only the barrier metal is selectively polished. This is performed using an abrasive or polishing conditions. Thereafter, the slurry attached to the wafer is washed by the remaining washing unit, and the wafer is returned to the cassette.

【0030】なお、2回目の化学機械研磨は、Cu膜と
層間絶縁膜との研磨速度が同じで、バリアメタルの研磨
速度のみを両者以上に増大させた研磨剤または研磨条件
を用いて行ってもよい。
The second chemical mechanical polishing is performed by using a polishing agent or polishing conditions in which the polishing rate of the Cu film and the interlayer insulating film is the same, and only the polishing rate of the barrier metal is increased to both. Is also good.

【0031】図7は、Cu膜をウェットエッチする際
に、バリアメタルが露出することを検出するための光学
式センサの設置例を示す図である。図において、24,
24aは光学検出手段としての光学式センサ、25はシ
リコン基板、26は薬液ノズルである。シリコン基板2
5上のウエハ表面に光学式センサ24から光を照射し、
その反射光を光学式センサ24aで受光して表面の膜種
の変化を読みとり終点検出を行う。この様なシステムを
備えたCMP装置を用いることにより、一つのCMP装
置内で埋め込み配線の形成が可能となる。
FIG. 7 is a view showing an example of installation of an optical sensor for detecting that a barrier metal is exposed when a Cu film is wet-etched. In the figure, 24,
24a is an optical sensor as optical detection means, 25 is a silicon substrate, and 26 is a chemical liquid nozzle. Silicon substrate 2
Irradiating light from the optical sensor 24 onto the wafer surface on
The reflected light is received by the optical sensor 24a, the change in the film type on the surface is read, and the end point is detected. By using a CMP apparatus provided with such a system, it becomes possible to form an embedded wiring in one CMP apparatus.

【0032】なお、上記実施の形態では、この発明を埋
め込み配線を形成する場合について説明したが、勿論こ
の埋め込み配線を含む半導体装置およびその製造の場合
にも同様に適用できることは云うまでもない。
In the above embodiment, the present invention has been described with respect to the case where an embedded wiring is formed. However, it is needless to say that the present invention can be similarly applied to a semiconductor device including the embedded wiring and its manufacture.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、半導体基板上に形成された平坦な層間絶縁膜に埋め
込み配線用の溝を形成する第1の工程と、上記溝にバリ
アメタルと主配線となるCu膜を形成する第2の工程
と、上記層間絶縁膜上の不要なCu膜を薄皮残した状態
まで、1回目の化学機械研磨により除去する第3の工程
と、上記薄皮の状態のCu膜のみを、上記バリアメタル
が露出するまでエッチングにより除去する第4の工程
と、不要なバリアメタルを2回目の化学機械研磨により
除去する第5の工程とを有するので、配線幅・配線の密
集度などといったレイアウトに関わり無く、化学機械研
磨によるディッシングを防止し、平坦な表面の埋め込み
配線が得られるという効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a first step of forming a trench for buried wiring in a flat interlayer insulating film formed on a semiconductor substrate, and a step of forming a barrier in the trench. A second step of forming a metal and a Cu film serving as a main wiring, a third step of removing the unnecessary Cu film on the interlayer insulating film by a first chemical mechanical polishing until a thin film remains, and Since there is a fourth step of removing only the thin film of the Cu film by etching until the barrier metal is exposed, and a fifth step of removing unnecessary barrier metal by the second chemical mechanical polishing, wiring is provided. Irrespective of the layout such as the width and the density of wiring, dishing due to chemical mechanical polishing can be prevented, and an embedded wiring having a flat surface can be obtained.

【0034】また、請求項2の発明によれば、上記バリ
アメタルがTaまたはTaNを含む材料であり、かつ上
記Cu膜のエッチングは、水素イオン濃度がpH6以下
で、上記バリアメタルがエッチングされにくい酸性溶液
の薬液を用いて行われるので、薄皮の状態のCu膜のみ
を確実に除去できるという効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the barrier metal is a material containing Ta or TaN, and the etching of the Cu film has a hydrogen ion concentration of pH 6 or less, so that the barrier metal is hardly etched. Since the treatment is performed using the chemical solution of the acidic solution, there is an effect that only the Cu film in a thin skin state can be reliably removed.

【0035】また、請求項3の発明によれば、上記バリ
アメタルがTaまたはTaNを含む材料であり、かつ上
記Cu膜のエッチングは、上記Cu膜との化学反応が活
性なガスで、上記バリアメタルがエッチングされにくい
ガスを用いた気相エッチングであるので、薄皮の状態の
Cu膜のみを確実に除去できるという効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the barrier metal is a material containing Ta or TaN, and the etching of the Cu film is performed by using a gas in which a chemical reaction with the Cu film is active. Since the gas phase etching is performed using a gas in which the metal is not easily etched, there is an effect that only the thin Cu film can be reliably removed.

【0036】また、請求項4の発明によれば、上記Cu
膜のエッチングをCMP装置内の洗浄ユニット内で行う
ことによって、上記1回目の化学機械研磨(Cu膜研
磨)から、上記2回目の化学機械研磨(バリアメタル研
磨)終了までを、一台のCMP装置内でクローズさせる
ので、1台のCMP装置内で全ての処理を行うことが可
能になるという効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, the Cu
By performing the film etching in the cleaning unit in the CMP apparatus, one CMP process is performed from the first chemical mechanical polishing (Cu film polishing) to the completion of the second chemical mechanical polishing (barrier metal polishing). Since it is closed in the apparatus, there is an effect that all processes can be performed in one CMP apparatus.

【0037】また、請求項5の発明によれば、上記Cu
膜のエッチングの際に、上記半導体基板のウエハ表面の
変化を光検出手段で検知し、上記バリアメタルの露出で
エッチングのエンドポイントをかけるので、精度の良い
埋め込み配線の形成が可能になるという効果がある。
According to the fifth aspect of the present invention, the Cu
At the time of film etching, a change in the wafer surface of the semiconductor substrate is detected by a light detection means, and an etching end point is applied by exposing the barrier metal, so that an accurate embedded wiring can be formed. There is.

【0038】また、請求項6の発明によれば、上記Ta
の発光スペクトルを検出することにより、上記バリアメ
タルの露出でエッチングのエンドポイントをかけるの
で、精度の良い埋め込み配線の形成が可能になるという
効果がある。
According to the invention of claim 6, the Ta
Since the end point of etching is set by exposing the barrier metal by detecting the emission spectrum of the above, there is an effect that it is possible to form an embedded wiring with high accuracy.

【0039】また、請求項7の発明によれば、Arイオ
ンによるスパッタエッチを用いて、上記薄皮のCu膜を
除去するので、薄皮の状態のCu膜のみを確実に除去で
きるという効果がある。
According to the seventh aspect of the present invention, since the thin Cu film is removed by sputtering using Ar ions, there is an effect that only the thin Cu film can be reliably removed.

【0040】また、請求項8の発明によれば、上記2回
目の化学機械研磨は、上記半導体基板の表面から上記バ
リアメタルの厚さ分だけ上記Cu膜がリセスするまでエ
ッチングを行い、上記バリアメタルのみが選択的に研磨
される研磨剤または研磨条件を用いて行うので、埋め込
み配線の形成の効率化、装置の小型化に寄与できるとい
う効果がある。
According to the invention of claim 8, in the second chemical mechanical polishing, etching is performed from the surface of the semiconductor substrate by a thickness of the barrier metal until the Cu film is recessed, and Since the polishing is performed using a polishing agent or a polishing condition for selectively polishing only the metal, there is an effect that it is possible to contribute to the efficiency of formation of the embedded wiring and the miniaturization of the device.

【0041】また、請求項9の発明によれば、上記2回
目の化学機械研磨は、上記Cu膜と上記層間絶縁膜との
研磨速度が同じで、上記バリアメタルの研磨速度のみを
両者以上に増大させた研磨剤または研磨条件を用いて行
うので、埋め込み配線の形成の効率化、装置の小型化に
寄与できるという効果がある。
According to the ninth aspect of the present invention, in the second chemical mechanical polishing, the polishing rates of the Cu film and the interlayer insulating film are the same, and only the polishing rate of the barrier metal is set to a value higher than the both. Since the polishing is performed using the increased polishing agent or polishing conditions, there is an effect that the efficiency of forming the embedded wiring can be improved and the device can be downsized.

【0042】さらに、請求項10の発明によれば、半導
体基板上の層間絶縁膜に形成された埋め込み配線用の溝
を埋ているバリアメタルと主配線となるCu膜の内、該
Cu膜を薄皮が残る状態まで研磨する第1の研磨ユニッ
トと、上記Cu膜を必要な量だけ洗浄する第1の洗浄ユ
ニットと、上記バリアメタルの不要なものを除去する第
2の研磨ユニットと、上記半導体基板に付着した研磨剤
を洗浄する第2の洗浄ユニットとを備えたので、1台の
CMP装置内で全ての処理を行うことができるという効
果がある。
Further, according to the tenth aspect of the present invention, of the Cu film to be the main wiring and the barrier metal filling the trench for the buried wiring formed in the interlayer insulating film on the semiconductor substrate, A first polishing unit for polishing until a thin skin remains, a first cleaning unit for cleaning a required amount of the Cu film, a second polishing unit for removing unnecessary portions of the barrier metal, and the semiconductor Since the second cleaning unit for cleaning the abrasive adhered to the substrate is provided, there is an effect that all the processing can be performed in one CMP apparatus.

【0043】また、請求項11の発明によれば、上記半
導体基板のウエハ表面の変化を検知し、上記バリアメタ
ルの露出でエッチングの終点検出を行う光検出手段を備
えたので、精度の良い埋め込み配線の形成に寄与できる
という効果がある。
According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided light detecting means for detecting a change in the wafer surface of the semiconductor substrate and detecting the end point of the etching when the barrier metal is exposed, so that the embedding is performed with high accuracy. This has the effect of contributing to the formation of wiring.

【0044】また、請求項12の発明によれば、半導体
基板上の平坦な層間絶縁膜に設けられた埋め込み配線用
の溝に形成され、バリアメタルと主配線となるCu膜を
有し、表面が平坦な埋め込み配線を備えたので、品質の
優れた半導体装置が得られるという効果がある。
According to the twelfth aspect of the present invention, the semiconductor device has a Cu film serving as a barrier metal and a main wiring formed in a trench for a buried wiring provided in a flat interlayer insulating film on a semiconductor substrate. Is provided with a flat buried interconnect, so that there is an effect that a semiconductor device having excellent quality can be obtained.

【0045】また、請求項13の発明によれば、半導体
基板上に形成された平坦な層間絶縁膜に埋め込み配線用
の溝を形成する第1の工程と、上記溝にバリアメタルと
主配線となるCu膜を形成する第2の工程と、上記層間
絶縁膜上の不要なCu膜を薄皮残した状態まで、1回目
の化学機械研磨により除去する第3の工程と、上記薄皮
の状態のCu膜のみを、上記バリアメタルが露出するま
でエッチングにより除去する第4の工程と、不要なバリ
アメタルを2回目の化学機械研磨により除去する第5の
工程とを用いて埋め込み配線を形成する処理工程を少な
くとも含むので、平坦な表面の埋め込み配線を有する品
質の優れた半導体装置が得られ、製造の歩留まりの向上
に寄与できるという効果がある。
According to the thirteenth aspect of the present invention, a first step of forming a groove for an embedded wiring in a flat interlayer insulating film formed on a semiconductor substrate, and a step of forming a barrier metal and a main wiring in the groove. A second step of forming a Cu film, a third step of removing the unnecessary Cu film on the interlayer insulating film by a first chemical mechanical polishing until the Cu film remains, and a Cu step of removing the Cu film in the thin film state. A processing step of forming a buried interconnect using a fourth step of removing only the film by etching until the barrier metal is exposed and a fifth step of removing unnecessary barrier metal by a second chemical mechanical polishing At least, an excellent quality semiconductor device having a buried wiring with a flat surface can be obtained, which contributes to an improvement in manufacturing yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による埋め込み配線
の形成方法を示す工程図である。
FIG. 1 is a process chart showing a method of forming an embedded wiring according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による埋め込み配線
の形成方法を示す工程図である。
FIG. 2 is a process chart showing a method for forming an embedded wiring according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1における複数の研磨
ユニットと洗浄ユニットを持つCMP装置を示す構成図
である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a CMP apparatus having a plurality of polishing units and a cleaning unit according to Embodiment 1 of the present invention.

【図4】 図3の研磨ユニットの具体例を示す概略図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a specific example of the polishing unit of FIG. 3;

【図5】 図3の洗浄ユニットの具体例を示す概略図で
ある。
FIG. 5 is a schematic view showing a specific example of the cleaning unit of FIG. 3;

【図6】 図1および図2の処理を行う場合のウエハの
流れを概略的示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a flow of a wafer when performing the processing of FIGS. 1 and 2;

【図7】 この発明の実施の形態1におけるバリアメタ
ルが露出することを検出するための光学式センサの設置
例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an installation example of an optical sensor for detecting that a barrier metal is exposed according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 従来例においてディッシングが発生している
状態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which dishing has occurred in a conventional example.

【図9】 従来例においてディッシングが発生している
状態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which dishing occurs in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,25 シリコン基板、 4 層間絶縁膜、
6 バリアメタル、7 Cu膜、 9,10,19 回
転定盤、 11,12,15 研磨ヘッド、14,14
a,14b 洗浄ユニット、 17 スラリー(研磨
剤)、 24,24a 光学式センサ。
1,2,25 silicon substrate, 4 interlayer insulating film,
6 barrier metal, 7 Cu film, 9, 10, 19 rotating platen, 11, 12, 15 polishing head, 14, 14
a, 14b Cleaning unit, 17 Slurry (abrasive), 24, 24a Optical sensor.

フロントページの続き Fターム(参考) 5F004 CB02 DA00 DA23 DB08 FA08 5F033 HH11 HH21 HH32 MM01 MM02 MM12 MM13 PP15 PP27 PP33 QQ11 QQ14 QQ16 QQ19 QQ25 QQ48 QQ50 RR04 RR06 XX01 5F043 AA27 BB18 DD15 DD16 DD25 FF07 Continued on the front page F term (reference) 5F004 CB02 DA00 DA23 DB08 FA08 5F033 HH11 HH21 HH32 MM01 MM02 MM12 MM13 PP15 PP27 PP33 QQ11 QQ14 QQ16 QQ19 QQ25 QQ48 QQ50 RR04 RR06 XX01 5F043 AA16 BB18 DD

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成された平坦な層間絶
縁膜に埋め込み配線用の溝を形成する第1の工程と、 上記溝にバリアメタルと主配線となるCu膜を形成する
第2の工程と、 上記層間絶縁膜上の不要なCu膜を薄皮残した状態ま
で、1回目の化学機械研磨により除去する第3の工程
と、 上記薄皮の状態のCu膜のみを、上記バリアメタルが露
出するまでエッチングにより除去する第4の工程と、 不要なバリアメタルを2回目の化学機械研磨により除去
する第5の工程とを有することを特徴とする埋め込み配
線の形成方法。
A first step of forming a trench for a buried interconnect in a flat interlayer insulating film formed on a semiconductor substrate; and a second step of forming a barrier metal and a Cu film serving as a main interconnect in the trench. A third step of removing the unnecessary Cu film on the interlayer insulating film by a first chemical-mechanical polishing to leave a thin skin, and exposing only the Cu film in the thin skin state to the barrier metal. And a fifth step of removing unnecessary barrier metal by a second chemical-mechanical polishing.
【請求項2】 上記バリアメタルがTaまたはTaNを
含む材料であり、かつ上記Cu膜のエッチングは、水素
イオン濃度がpH6以下で、上記バリアメタルがエッチ
ングされにくい酸性溶液の薬液を用いて行われることを
特徴とする請求項1記載の埋め込み配線の形成方法。
2. The method according to claim 1, wherein the barrier metal is a material containing Ta or TaN, and the etching of the Cu film is performed using a chemical solution of an acidic solution having a hydrogen ion concentration of pH 6 or less and hardly etching the barrier metal. 2. The method for forming a buried wiring according to claim 1, wherein:
【請求項3】 上記バリアメタルがTaまたはTaNを
含む材料であり、かつ上記Cu膜のエッチングは、上記
Cu膜との化学反応が活性なガスで、上記バリアメタル
がエッチングされにくいガスを用いた気相エッチングで
あることを特徴とする請求項1記載の埋め込み配線の形
成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the barrier metal is a material containing Ta or TaN, and the etching of the Cu film is performed by using a gas that has an active chemical reaction with the Cu film and is difficult to etch the barrier metal. 2. The method according to claim 1, wherein the method is vapor phase etching.
【請求項4】 上記Cu膜のエッチングをCMP装置内
の洗浄ユニット内で行うことによって、上記1回目の化
学機械研磨(Cu膜研磨)から、上記2回目の化学機械
研磨(バリアメタル研磨)終了までを、一台のCMP装
置内でクローズさせることを特徴とする請求項1〜3の
いずれかに記載の埋め込み配線の形成方法。
4. The etching of the Cu film is performed in a cleaning unit in a CMP apparatus to complete the second chemical mechanical polishing (barrier metal polishing) from the first chemical mechanical polishing (Cu film polishing). 4. The method according to claim 1, wherein the steps (a) to (c) are closed in a single CMP apparatus.
【請求項5】 上記Cu膜のエッチングの際に、上記半
導体基板のウエハ表面の変化を光検出手段で検知し、上
記バリアメタルの露出でエッチングのエンドポイントを
かけることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載
の埋め込み配線の形成方法。
5. The method according to claim 1, wherein, when etching the Cu film, a change in the wafer surface of the semiconductor substrate is detected by a light detecting means, and an end point of the etching is applied when the barrier metal is exposed. 5. The method for forming a buried interconnect according to any one of items 1 to 4.
【請求項6】 上記Taの発光スペクトルを検出するこ
とにより、上記バリアメタルの露出でエッチングのエン
ドポイントをかけることを特徴とする請求項3記載の埋
め込み配線の形成方法。
6. The method for forming a buried interconnect according to claim 3, wherein an end point of etching is applied when the barrier metal is exposed by detecting the emission spectrum of Ta.
【請求項7】 Arイオンによるスパッタエッチを用い
て、上記薄皮のCu膜を除去することを特徴とする請求
項1〜6のいずれかに記載の埋め込み配線の形成方法。
7. The method for forming a buried interconnect according to claim 1, wherein the thin Cu film is removed by sputtering using Ar ions.
【請求項8】 上記2回目の化学機械研磨は、上記半導
体基板の表面から上記バリアメタルの厚さ分だけ上記C
u膜がリセスするまでエッチングを行い、上記バリアメ
タルのみが選択的に研磨される研磨剤または研磨条件を
用いて行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに
記載の埋め込み配線の形成方法。
8. The second chemical-mechanical polishing is performed by the same amount as the thickness of the barrier metal from the surface of the semiconductor substrate.
8. The method according to claim 1, wherein etching is performed until the u film is recessed, and the etching is performed using a polishing agent or polishing conditions for selectively polishing only the barrier metal. Method.
【請求項9】 上記2回目の化学機械研磨は、上記Cu
膜と上記層間絶縁膜との研磨速度が同じで、上記バリア
メタルの研磨速度のみを両者以上に増大させた研磨剤ま
たは研磨条件を用いて行うことを特徴とする請求項1〜
8のいずれかに記載の埋め込み配線の形成方法。
9. The method according to claim 6, wherein the second chemical mechanical polishing is performed using the Cu
The polishing rate of the film and the interlayer insulating film are the same, and the polishing is performed using a polishing agent or polishing conditions in which only the polishing rate of the barrier metal is increased to both or more.
9. The method for forming a buried interconnect according to any of 8.
【請求項10】 半導体基板上の層間絶縁膜に形成され
た埋め込み配線用の溝を埋めているバリアメタルと主配
線となるCu膜の内、該Cu膜を薄皮が残る状態まで研
磨する第1の研磨ユニットと、 上記Cu膜を必要な量だけ洗浄する第1の洗浄ユニット
と、 上記バリアメタルの不要なものを除去する第2の研磨ユ
ニットと、 上記半導体基板に付着した研磨剤を洗浄する第2の洗浄
ユニットとを備えたことを特徴とするCMP装置。
10. A polishing method for polishing a Cu film, which is a barrier metal filling a trench for an embedded wiring formed in an interlayer insulating film on a semiconductor substrate and a Cu film serving as a main wiring, until a thin film remains. A polishing unit, a first cleaning unit for cleaning a required amount of the Cu film, a second polishing unit for removing unnecessary portions of the barrier metal, and cleaning a polishing agent attached to the semiconductor substrate. A CMP apparatus comprising: a second cleaning unit.
【請求項11】 上記半導体基板のウエハ表面の変化を
検知し、上記バリアメタルの露出でエッチングの終点検
出を行う光検出手段を備えたことを特徴とする請求項1
0記載のCPM装置。
11. A light detecting means for detecting a change in a wafer surface of the semiconductor substrate and detecting an end point of etching when the barrier metal is exposed.
0. The CPM device according to 0.
【請求項12】 半導体基板上の平坦な層間絶縁膜に設
けられた埋め込み配線用の溝に形成され、バリアメタル
と主配線となるCu膜を有し、表面が平坦な埋め込み配
線を備えたことを特徴とする半導体装置。
12. A buried wiring formed in a trench for a buried wiring provided in a flat interlayer insulating film on a semiconductor substrate, having a Cu film serving as a barrier metal and a main wiring, and having a buried wiring having a flat surface. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項13】 半導体基板上に形成された平坦な層間
絶縁膜に埋め込み配線用の溝を形成する第1の工程と、 上記溝にバリアメタルと主配線となるCu膜を形成する
第2の工程と、 上記層間絶縁膜上の不要なCu膜を薄皮残した状態ま
で、1回目の化学機械研磨により除去する第3の工程
と、 上記薄皮の状態のCu膜のみを、上記バリアメタルが露
出するまでエッチングにより除去する第4の工程と、 不要なバリアメタルを2回目の化学機械研磨により除去
する第5の工程とを用いて埋め込み配線を形成する処理
工程を少なくとも含むことを特徴とする半導体装置の製
造方法。
13. A first step of forming a buried wiring groove in a flat interlayer insulating film formed on a semiconductor substrate, and a second step of forming a barrier metal and a Cu film to be a main wiring in the groove. A third step of removing the unnecessary Cu film on the interlayer insulating film by a first chemical-mechanical polishing to leave a thin skin, and exposing only the Cu film in the thin skin state to the barrier metal. A semiconductor process characterized by including at least a processing step of forming a buried interconnect by using a fourth step of removing the unnecessary barrier metal by etching until a second step of removing the unnecessary barrier metal by chemical mechanical polishing. Device manufacturing method.
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