JPH09186234A - Manufacturing device and method of semiconductor device - Google Patents
Manufacturing device and method of semiconductor deviceInfo
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- JPH09186234A JPH09186234A JP35431795A JP35431795A JPH09186234A JP H09186234 A JPH09186234 A JP H09186234A JP 35431795 A JP35431795 A JP 35431795A JP 35431795 A JP35431795 A JP 35431795A JP H09186234 A JPH09186234 A JP H09186234A
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Abstract
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】本発明は、半導体装置の製造
方法およびその製造装置に関し、特に成膜中における半
導体基板周縁部の金属膜剥離による塵埃の発生を防止す
るための半導体装置の製造方法およびその製造装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device and a manufacturing apparatus thereof, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor device for preventing generation of dust due to peeling of a metal film at a peripheral portion of a semiconductor substrate during film formation. The present invention relates to the manufacturing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置の高集積化および高性能化に
伴い、多層配線が必須の技術になっている。この多層配
線の形成方法として、コンタクトホールが開口されたS
iO2絶縁膜(層間絶縁膜)の全面をコンタクトホール
を埋め込むごとくタングステン膜等の高融点金属膜で被
膜した後、エッチバックを行ってコンタクトホール内に
金属プラグを形成するブランケットメタル法が知られ
る。2. Description of the Related Art With the high integration and high performance of semiconductor devices, multilayer wiring has become an essential technique. As a method of forming this multi-layer wiring, S with a contact hole opened
A blanket metal method is known in which the entire surface of an iO 2 insulating film (interlayer insulating film) is coated with a refractory metal film such as a tungsten film so as to fill a contact hole and then etched back to form a metal plug in the contact hole. .
【0003】このブランケットメタル法によれば、Si
O2 絶縁膜と金属膜との密着性が悪いため、両膜間にT
i/TiN層(密着層)を介在させて密着性を向上させ
ている。According to this blanket metal method, Si
Since the adhesion between the O 2 insulating film and the metal film is poor, T
The i / TiN layer (adhesion layer) is interposed to improve the adhesion.
【0004】尚、Ti/TiN層による密着性向上の理
由は以下の通りである。The reason why the adhesion is improved by the Ti / TiN layer is as follows.
【0005】Ti層はSiO2 絶縁膜の下層の素子とな
るSi拡散層(不純物拡散層)に対して電気的な導通性
を確保するために形成される。このTi層の上にTiN
層を成膜するが、このTiN層は、その上にタングステ
ン膜を成膜する際に用いられるWF6(六フッ化タング
ステン)の特にFに対するバリア層になる。すなわち、
WF6はSiH4ガス中で還元され、還元されたFガスは
排気され、タングステンはタングステン膜としてTiN
層上に堆積する。このTiN層がなければ、還元された
FガスはTi層に直接到達した後、Tiと反応し四フッ
化チタンとなって排気されてしまう。換言すれば、予め
成膜したTi層がタングステン膜の堆積と同時に消失
し、空洞化するために、タングステン膜とSiO2 絶縁
膜とが直接接触することになり、前述のように密着性が
悪くなってしまう。つまり、Ti層上にTiN層が成膜
されていれば、TiN層が下に対するバリア層となり、
FとTiとの反応が阻止されて、Ti層が消失しないた
め、密着性が向上する。The Ti layer is formed in order to ensure electrical conductivity with respect to the Si diffusion layer (impurity diffusion layer) which is an element below the SiO 2 insulating film. TiN on this Ti layer
A layer is formed, and this TiN layer becomes a barrier layer for WF 6 (tungsten hexafluoride) used especially when forming a tungsten film thereon, especially for F. That is,
WF 6 is reduced in SiH 4 gas, the reduced F gas is exhausted, and tungsten becomes TiN as a tungsten film.
Deposit on the layer. Without this TiN layer, the reduced F gas would reach the Ti layer directly and then react with Ti to form titanium tetrafluoride and be exhausted. In other words, the previously formed Ti layer disappears at the same time as the tungsten film is deposited and becomes hollow, so that the tungsten film and the SiO 2 insulating film come into direct contact with each other, resulting in poor adhesion as described above. turn into. That is, if the TiN layer is formed on the Ti layer, the TiN layer serves as a barrier layer for the lower layer,
Since the reaction between F and Ti is blocked and the Ti layer is not lost, the adhesion is improved.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のブランケットメタル法によれば、被膜性の相違によ
り、Ti/TiN層が成膜されていない半導体基板の周
縁部にまでタングステン膜が回り込んで成膜される。例
えば、密着層形成後、タングステンを別の装置で形成す
る場合、基板周縁部の押え位置が変るため、密着層が形
成されていない部分にタングステン膜が形成される。従
って、この部分ではタングステン膜が直接SiO2 絶縁
膜上に又は基板上に形成されることになり、このタング
ステン膜が剥離して塵埃を生じ、その結果、半導体集積
回路部に塵埃が再付着して歩留り低下を招いたり、再付
着しないまでも次工程の成膜に影響し信頼性を著しく悪
化させる。However, according to the above-mentioned conventional blanket metal method, the tungsten film wraps around to the peripheral portion of the semiconductor substrate on which the Ti / TiN layer is not formed due to the difference in film properties. It is formed into a film. For example, when tungsten is formed by another device after the adhesion layer is formed, the pressing position at the peripheral edge of the substrate changes, so that the tungsten film is formed in the portion where the adhesion layer is not formed. Therefore, in this portion, the tungsten film is formed directly on the SiO 2 insulating film or on the substrate, and the tungsten film is peeled off to generate dust, and as a result, the dust is reattached to the semiconductor integrated circuit portion. Therefore, the yield is reduced, and even if the film is not redeposited, the film formation in the next step is affected and the reliability is significantly deteriorated.
【0007】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなさ
れたものであって、多層配線構造の形成に適したブラン
ケットメタル技術をそのまま利用して経済的で歩留りお
よび信頼性の高い半導体装置の製造方法およびその製造
装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and is a method of manufacturing a semiconductor device which is economical, has a high yield, and is highly reliable, using the blanket metal technology suitable for forming a multilayer wiring structure as it is. An object of the present invention is to provide a method and a manufacturing apparatus thereof.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
程と、前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工
程と、前記コンタクトホール内面および層間絶縁膜上に
密着層を形成する工程と、前記密着層上に金属膜を形成
する工程と、前記金属膜と密着層とをエッチバックして
前記コンタクトホール内にメタルプラグを形成する工程
とからなる半導体装置の製造方法において、前記メタル
プラグを形成する工程の前に半導体基板の周縁部の前記
金属膜を除去する工程を付加したことを特徴とする半導
体装置の製造方法を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a contact hole in the interlayer insulating film, and an inner surface of the contact hole. And a step of forming an adhesion layer on the interlayer insulating film, a step of forming a metal film on the adhesion layer, and a step of etching back the metal film and the adhesion layer to form a metal plug in the contact hole. And a step of removing the metal film on the peripheral portion of the semiconductor substrate before the step of forming the metal plug.
【0009】また、本発明は、不純物拡散層が形成され
たSi基板上にSiO2 絶縁膜を形成する工程と、前記
SiO2 絶縁膜にエッチングによりコンタクトホールを
形成する工程と、前記コンタクトホール内面およびSi
O2 絶縁膜上にTi/TiN密着層を形成する工程と、
前記Ti/TiN密着層上にタングステン膜を形成する
工程と、前記タングステン膜とTi/TiN密着層とを
エッチバックして前記コンタクトホール内にタングステ
ンプラグを形成する工程とからなる半導体装置の製造方
法において、前記タングステンプラグを形成する工程の
前にSi基板の周縁部の前記タングステン膜を除去する
工程を付加したことを特徴とする半導体装置の製造方法
を提供する。Further, according to the present invention, a step of forming a SiO 2 insulating film on a Si substrate having an impurity diffusion layer formed therein, a step of forming a contact hole in the SiO 2 insulating film by etching, and an inner surface of the contact hole. And Si
A step of forming a Ti / TiN adhesion layer on the O 2 insulating film,
Method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a tungsten film on the Ti / TiN adhesion layer; and etching back the tungsten film and the Ti / TiN adhesion layer to form a tungsten plug in the contact hole. In the method of manufacturing a semiconductor device, the step of removing the tungsten film on the peripheral portion of the Si substrate is added before the step of forming the tungsten plug.
【0010】好ましい実施例においては、Si基板の周
縁部のタングステン膜を過酸化水素水を含浸させた研磨
布で研磨して除去することを特徴としている。A preferred embodiment is characterized in that the tungsten film on the peripheral portion of the Si substrate is removed by polishing with a polishing cloth impregnated with hydrogen peroxide solution.
【0011】さらに、本発明は、半導体基板を把持する
チャックと、チャックを回転させる回転軸と、前記チャ
ックに把持された半導体基板の周縁部に当接する研磨手
段とを備えた半導体装置の製造方法を提供する。Further, the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises a chuck for holding a semiconductor substrate, a rotary shaft for rotating the chuck, and a polishing means for contacting a peripheral portion of the semiconductor substrate held by the chuck. I will provide a.
【0012】好ましい実施例においては、前記研磨手段
は、ベルト状の研磨布を半導体基板の周縁部に当接させ
且つ移送させることを特徴としている。In a preferred embodiment, the polishing means is characterized in that a belt-shaped polishing cloth is brought into contact with and transferred to the peripheral edge of the semiconductor substrate.
【0013】さらに、別の好ましい実施例においては、
前記研磨手段は、ステージ上に載置固定した研磨布を半
導体基板の周縁部に当接させ且つ回転させる構成のもの
としたことを特徴としている。Further, in another preferred embodiment,
The polishing means is characterized in that the polishing cloth placed and fixed on the stage is brought into contact with the peripheral portion of the semiconductor substrate and rotated.
【0014】さらに、別の好ましい実施例においては、
前記研磨手段は、研磨布に過酸化水素水を含浸させて構
成したことを特徴としている。Further, in another preferred embodiment,
The polishing means is configured by impregnating a polishing cloth with a hydrogen peroxide solution.
【0015】さらに、別の好ましい実施例においては、
前記半導体基板に洗浄水を供給するノズルを備えたこと
を特徴としている。Further, in another preferred embodiment,
It is characterized by comprising a nozzle for supplying cleaning water to the semiconductor substrate.
【0016】[0016]
【作用】半導体基板上に層間絶縁膜、密着層、金属膜を
順に形成した後、エッチバックして層間絶縁膜のコンタ
クトホール内に金属プラグを形成する前に、半導体基板
の周縁部に回り込んだ剥がれ易い金属膜を予め除去する
ことにより、次工程以降での塵埃の発生を防止する。[Function] After forming the interlayer insulating film, the adhesion layer, and the metal film on the semiconductor substrate in this order, and before they are etched back to form the metal plug in the contact hole of the interlayer insulating film, they wrap around the periphery of the semiconductor substrate. By removing the easily peelable metal film in advance, dust is prevented from being generated in the subsequent steps.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の実施
例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の成膜過程を順番に示す基板要部断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an essential part of a substrate, which sequentially shows a film forming process in a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【0019】また、図2はこの成膜過程のフロー図であ
る。FIG. 2 is a flow chart of this film forming process.
【0020】図2のフロー図によれば、まずステップS
1において、図1(a)に示すように、Siからなる半
導体基板10上に、熱拡散法またはイオン注入法によ
り、素子の一部である不純物拡散層11を形成する。次
に、ステップ2において不純物拡散層11が形成された
Si基板10上に、例えばCVD法により、図1(b)
に示すようにSiO2 酸化膜からなる層間絶縁膜12を
形成する。この層間絶縁膜12に、RIE等のドライエ
ッチングにより、前記不純物拡散層11に臨むコンタク
トホール13を開口する(ステップS3)。次に、図1
(c)に示すように、コンタクトホール13を含み、層
間絶縁膜12の全面に、スパッタリングにより、Ti/
TiN層からなる密着層14を形成する(ステップS
4)。なお、この密着層形成のスパッタリングは、Ti
用とTiN用で反応ガスを変えて2段階で行う。さら
に、熱処理した後、この半導体基板をCVD装置にセッ
トし、密着層14の上に、ブランケットCVD法によ
り、タングステンからなる金属膜15を形成する(ステ
ップS5)。According to the flow chart of FIG. 2, first, step S
In FIG. 1, as shown in FIG. 1A, an impurity diffusion layer 11 which is a part of an element is formed on a semiconductor substrate 10 made of Si by a thermal diffusion method or an ion implantation method. Next, on the Si substrate 10 on which the impurity diffusion layer 11 is formed in step 2, for example, by the CVD method, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, an interlayer insulating film 12 made of a SiO 2 oxide film is formed. A contact hole 13 facing the impurity diffusion layer 11 is opened in the interlayer insulating film 12 by dry etching such as RIE (step S3). Next, FIG.
As shown in (c), the entire surface of the interlayer insulating film 12 including the contact hole 13 is sputtered by Ti /
The adhesion layer 14 made of a TiN layer is formed (step S
4). It should be noted that the sputtering for forming the adhesion layer was performed using Ti
And TiN are used in two steps by changing the reaction gas. Further, after heat treatment, this semiconductor substrate is set in a CVD apparatus, and a metal film 15 made of tungsten is formed on the adhesion layer 14 by a blanket CVD method (step S5).
【0021】図3は、ステップS5において金属膜15
を形成した後の基板10の周縁部16の断面図である。
この図3に示すように、このステップS5では、密着層
形成のためのスパッタ装置とタングステン膜形成のため
のCVD装置における基板チャックの押え位置の相違に
より(押え位置には膜が形成されない)、金属膜15が
密着層14のない半導体基板10の周縁部16にまで回
り込んで形成されている。この周縁部16に付着した金
属膜15aは配線として不要であり、しかも前述したよ
うに剥離して発塵源となる。In FIG. 3, the metal film 15 is formed in step S5.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the peripheral edge portion 16 of the substrate 10 after forming the.
As shown in FIG. 3, in this step S5, due to the difference in the holding position of the substrate chuck between the sputtering apparatus for forming the adhesion layer and the CVD apparatus for forming the tungsten film (no film is formed at the holding position). The metal film 15 is formed so as to wrap around the peripheral portion 16 of the semiconductor substrate 10 without the adhesion layer 14. The metal film 15a attached to the peripheral portion 16 is unnecessary as a wiring, and is peeled off as a dust source as described above.
【0022】そこで、本発明においては、図2に戻り、
ステップS6において、後述のように研磨手段により半
導体基板10に損傷を与えることなく基板周縁部16の
金属膜15aを除去する。Therefore, in the present invention, returning to FIG.
In step S6, the metal film 15a on the substrate peripheral portion 16 is removed by the polishing means without damaging the semiconductor substrate 10 as described later.
【0023】図4は、このように基板周縁部16の金属
膜15aを除去した状態の断面図である。この不要な金
属膜15aを除去した後は、金属膜15と密着層14を
順にエッチバックして、図1(d)に示すように、前記
コンタクトホール13内にタングステンからなるプラグ
17を形成する(図2ステップS7)。このとき、基板
には不要なタングステン膜がないため、膜の剥離による
塵埃の発生がなく、基板上へ再付着することがなくなり
安定した特性の品質の優れた配線構造が得られる。ま
た、次工程の成膜等に悪影響を及ぼすこともない。FIG. 4 is a sectional view showing a state where the metal film 15a on the peripheral portion 16 of the substrate is removed in this way. After removing the unnecessary metal film 15a, the metal film 15 and the adhesion layer 14 are sequentially etched back to form a plug 17 made of tungsten in the contact hole 13 as shown in FIG. (FIG. 2 step S7). At this time, since there is no unnecessary tungsten film on the substrate, dust is not generated due to peeling of the film, redeposition on the substrate does not occur, and a stable wiring structure with excellent quality can be obtained. Further, it does not adversely affect the film formation in the next step.
【0024】上記したような製造過程をたどれば、金属
膜15が剥離して発塵源となることがなくなり、歩留り
が高められる。By following the manufacturing process as described above, the metal film 15 is not peeled off and becomes a dust source, and the yield is improved.
【0025】尚、上記実施例では、ブランケットメタル
の金属膜15をタングステン膜としたが、同等の機能を
有するタングステン合金その他の高融点金属でもよい。In the above embodiment, the blanket metal metal film 15 is a tungsten film, but a tungsten alloy or other refractory metal having the same function may be used.
【0026】図5は、本発明に係る半導体装置の製造装
置を構成する前記研磨手段の実施の一例を示す説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory view showing an example of implementation of the polishing means constituting the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention.
【0027】この例では、研磨手段18は、ベルト状の
研磨布19を回転ローラ20により矢印A方向に移送さ
せる構造のものとした。In this example, the polishing means 18 has a structure in which the belt-shaped polishing cloth 19 is transferred in the direction of arrow A by the rotating roller 20.
【0028】一方、半導体基板10は、真空チャック2
1により把持され、このチャック21は、回転軸22に
直結されて矢印B方向に回転する構造のものとした。On the other hand, the semiconductor substrate 10 has a vacuum chuck 2
The chuck 21 is held by No. 1 and is directly connected to the rotary shaft 22 to rotate in the arrow B direction.
【0029】前記研磨手段18は、半導体基板10の周
縁部16に対し研磨布19が接離自在になるように、全
体が進退可能な構造とされる(矢印E)。The polishing means 18 has a structure capable of advancing and retreating as a whole so that the polishing cloth 19 can be brought into and out of contact with the peripheral portion 16 of the semiconductor substrate 10 (arrow E).
【0030】また、研磨手段18の移送路中には、過酸
化水素水からなる薬液を研磨布19に滴下して含浸させ
る薬液供給装置23が設けられる。この過酸化水素水
は、ブランケットメタルであるタングステン膜を溶解さ
せるためのものである。Further, in the transfer path of the polishing means 18, there is provided a chemical liquid supply device 23 for dropping a chemical liquid consisting of hydrogen peroxide solution onto the polishing cloth 19 and impregnating it. This hydrogen peroxide solution is for dissolving the tungsten film, which is a blanket metal.
【0031】一方、密着層14および金属膜15が形成
された半導体基板10の上方には、研磨中に基板を洗浄
するための注水ノズル24が設けられる。この水によ
り、研磨中に飛散した薬液や除去された金属膜片を基板
上から洗い流すことができる。上記の研磨手段18によ
れば、これを前進させて図5(a)で示す状態から研磨
布19が半導体基板10の周縁部16に当接する図5
(b)で示す状態にすることにより、半導体基板10の
回転と研磨布19の移動とで、密着層14のない半導体
基板10の周縁部16に回り込んだ金属膜15aのみを
効率良く除去することができる。また、前述のようにノ
ズル24からの注水により、半導体基板10を洗浄する
ことができる。On the other hand, above the semiconductor substrate 10 on which the adhesion layer 14 and the metal film 15 are formed, a water injection nozzle 24 for cleaning the substrate during polishing is provided. The water can wash away the chemical solution scattered during polishing and the removed metal film pieces from the substrate. According to the polishing means 18 described above, the polishing cloth 19 is moved forward to bring the polishing cloth 19 into contact with the peripheral edge portion 16 of the semiconductor substrate 10 from the state shown in FIG.
By the state shown in (b), by rotating the semiconductor substrate 10 and moving the polishing pad 19, only the metal film 15a wrapping around the peripheral portion 16 of the semiconductor substrate 10 without the adhesion layer 14 is efficiently removed. be able to. Further, as described above, the semiconductor substrate 10 can be cleaned by pouring water from the nozzle 24.
【0032】図6は、本発明に係る研磨手段18の他の
実施の一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing another example of the polishing means 18 according to the present invention.
【0033】この例では、研磨手段18は、化学的機械
研磨装置(CMP)であって、回転軸25に直結された
ステージ26上に円板状の研磨布19が載置固定される
構造のものとした。In this example, the polishing means 18 is a chemical mechanical polishing apparatus (CMP) having a structure in which a disk-shaped polishing cloth 19 is placed and fixed on a stage 26 directly connected to a rotary shaft 25. I decided.
【0034】一方、半導体基板10は、真空チャック2
7により把持され、このチャック27は、回転軸28に
直結されて回転する構造のものとした。On the other hand, the semiconductor substrate 10 has a vacuum chuck 2
The chuck 27 is grasped by 7, and has a structure in which the chuck 27 is directly connected to the rotating shaft 28 to rotate.
【0035】前記ステージ26と真空チャック27と
は、半導体基板10の周縁部16に研磨布19が接離自
在となるように、相互に上下方向に移動可能な構造とさ
れる。また、研磨布19の上方には、図5の実施例と同
様に、過酸化水素水からなる薬液を研磨布19に滴下し
て含浸させる薬液供給装置23が設けられる。The stage 26 and the vacuum chuck 27 are structured to be movable in the vertical direction so that the polishing cloth 19 can be brought into contact with and separated from the peripheral portion 16 of the semiconductor substrate 10. Further, above the polishing cloth 19, as in the embodiment of FIG. 5, a chemical solution supply device 23 is provided for dropping a chemical solution containing hydrogen peroxide solution onto the polishing cloth 19 and impregnating the chemical solution.
【0036】上記研磨手段18によれば、真空チャック
27と下方のステージ26とを接近させて研磨布19が
半導体基板10の周縁部16に当接する図6(b)で示
す状態にすることにより、半導体基板10の矢印C方向
の回転と研磨布19の矢印D方向の回転とで、密着層1
4のない半導体基板10の周縁部16に回り込んだ金属
膜15aのみを効率良く除去することができる。According to the polishing means 18, the vacuum chuck 27 and the lower stage 26 are brought close to each other to bring the polishing cloth 19 into contact with the peripheral edge portion 16 of the semiconductor substrate 10 as shown in FIG. 6B. The rotation of the semiconductor substrate 10 in the direction of arrow C and the rotation of the polishing cloth 19 in the direction of arrow D cause the adhesion layer 1 to rotate.
It is possible to efficiently remove only the metal film 15a that has wrapped around the peripheral portion 16 of the semiconductor substrate 10 where there are no four.
【0037】尚、上記2つの実施例の研磨手段18は、
半導体基板10と研磨布19の両者を動かす構成とした
が、いずれか一方を動かす構成としてもよい。The polishing means 18 of the above two embodiments is
Although both the semiconductor substrate 10 and the polishing cloth 19 are moved, it is also possible to move either one.
【0038】また、2つの実施例の薬液は、過酸化水素
水であるが、これはブランケットメタルであるタングス
テンを溶解するためのものであり、他の薬液であっても
よい。またタングステン以外のブランケットメタルを用
いた場合には、そのメタルを溶解するものであれば、過
酸化水素水に限るものではない。Further, the chemicals of the two examples are hydrogen peroxide solutions, but this is for dissolving the blanket metal tungsten, and other chemicals may be used. When a blanket metal other than tungsten is used, it is not limited to hydrogen peroxide solution as long as it can dissolve the metal.
【0039】また、研磨布19に代えて他の材料からな
る研磨シートを使用することも可能である。Further, instead of the polishing cloth 19, a polishing sheet made of another material can be used.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ブランケットメタルをエッチバックする前に、半導
体基板10の周縁部の金属膜を除去したため、金属膜が
剥離して発塵源となるようなことがなく、多層配線構造
の形成に適したブランケットメタル技術をそのまま利用
した経済的で、歩留りおよび信頼性の高い半導体装置の
製造方法および装置を提供することができる。また、エ
ッチバック工程やそれ以降の工程では基板上に不要な金
属膜がないため、塵埃の発生がなく、基板上へ再付着す
ることがなくなり、安定した特性で品質の優れた配線構
造が得られ、また、次工程の成膜等に悪影響を及ぼすこ
ともない。As described above, in the present invention, since the metal film on the peripheral portion of the semiconductor substrate 10 is removed before the blanket metal is etched back, the metal film is peeled off and becomes a dust source. It is possible to provide an economical semiconductor device manufacturing method and device having a high yield and reliability, which utilizes the blanket metal technology suitable for forming a multilayer wiring structure as it is. In addition, since there is no unnecessary metal film on the substrate during the etch-back process and subsequent processes, dust is not generated and re-adhesion does not occur on the substrate, and a stable wiring structure with excellent quality is obtained. In addition, it does not adversely affect the film formation in the next step.
【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法の成膜過程
を順番に示す断面図である。1A to 1C are cross-sectional views sequentially showing a film forming process in a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図2】本発明に係る半導体装置の製造方法の工程に関
するフロー図である。FIG. 2 is a flow chart related to steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図3】本発明に係る金属膜除去工程前の基板周縁部の
断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a peripheral portion of a substrate before a metal film removing step according to the present invention.
【図4】本発明に係る金属膜除去工程後の基板周縁部の
断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the peripheral portion of the substrate after the metal film removing step according to the present invention.
【図5】本発明に係る半導体装置の製造方法を実施する
ための装置の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view showing an example of an apparatus for carrying out the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図6】本発明に係る半導体装置の製造方法を実施する
ための装置の他の一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing another example of an apparatus for carrying out the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【符号の説明】 10:半導体基板、11:不純物拡散層、12:層間絶
縁膜、13:コンタクトホール、14:密着層、15:
金属膜、16:周縁部、14:プラグ、18:研磨手
段。[Explanation of reference numerals] 10: semiconductor substrate, 11: impurity diffusion layer, 12: interlayer insulating film, 13: contact hole, 14: adhesion layer, 15:
Metal film, 16: peripheral portion, 14: plug, 18: polishing means.
Claims (8)
程と、 前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、 前記コンタクトホール内面および層間絶縁膜上に密着層
を形成する工程と、 前記密着層上に金属膜を形成する工程と、 前記金属膜と密着層とをエッチバックして前記コンタク
トホール内にメタルプラグを形成する工程とからなる半
導体装置の製造方法において、 前記メタルプラグを形成する工程の前に半導体基板の周
縁部の前記金属膜を除去する工程を付加したことを特徴
とする半導体装置の製造方法。1. A step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a contact hole in the interlayer insulating film, a step of forming an adhesion layer on the inner surface of the contact hole and the interlayer insulating film, A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a metal film on an adhesion layer; and etching back the metal film and the adhesion layer to form a metal plug in the contact hole. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a step of removing the metal film on the peripheral portion of the semiconductor substrate is added before the step of performing.
SiO2 絶縁膜を形成する工程と、 前記SiO2 絶縁膜にエッチングによりコンタクトホー
ルを形成する工程と、 前記コンタクトホール内面およびSiO2 絶縁膜上にT
i/TiN密着層を形成する工程と、 前記Ti/TiN密着層上にタングステン膜を形成する
工程と、 前記タングステン膜とTi/TiN密着層とをエッチバ
ックして前記コンタクトホール内にタングステンプラグ
を形成する工程とからなる半導体装置の製造方法におい
て、 前記タングステンプラグを形成する工程の前にSi基板
の周縁部の前記タングステン膜を除去する工程を付加し
たことを特徴とする半導体装置の製造方法。2. A step of forming a SiO 2 insulating film on a Si substrate on which an impurity diffusion layer is formed, a step of forming a contact hole in the SiO 2 insulating film by etching, an inner surface of the contact hole and a SiO 2 insulating film. T on the membrane
forming an i / TiN adhesion layer, forming a tungsten film on the Ti / TiN adhesion layer, and etching back the tungsten film and the Ti / TiN adhesion layer to form a tungsten plug in the contact hole. A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of forming the semiconductor device, wherein a step of removing the tungsten film on the peripheral portion of the Si substrate is added before the step of forming the tungsten plug.
酸化水素水を含浸させた研磨布で研磨して除去すること
を特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the tungsten film on the peripheral portion of the Si substrate is removed by polishing with a polishing cloth impregnated with hydrogen peroxide solution.
ックを回転させる回転軸と、前記チャックに把持された
半導体基板の周縁部に当接する研磨手段とを備えたこと
を特徴とする半導体装置の製造装置。4. A semiconductor device manufacturing method comprising: a chuck for holding a semiconductor substrate; a rotating shaft for rotating the chuck; and a polishing means for abutting a peripheral portion of the semiconductor substrate held by the chuck. apparatus.
導体基板の周縁部に当接させ且つ移送させる構造のもの
としたことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の
製造装置。5. The apparatus for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the polishing means has a structure in which a belt-shaped polishing cloth is brought into contact with and transferred to the peripheral edge of the semiconductor substrate.
した研磨布を半導体基板の周縁部に当接させ且つ回転さ
せる構成のものとしたことを特徴とする請求項4に記載
の半導体装置の製造装置。6. The semiconductor device according to claim 4, wherein the polishing means has a structure in which a polishing cloth mounted and fixed on a stage is brought into contact with a peripheral portion of a semiconductor substrate and rotated. Manufacturing equipment.
を含浸させて構成したことを特徴とする請求項4に記載
の半導体装置の製造装置。7. The apparatus for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the polishing means is configured by impregnating a polishing cloth with a hydrogen peroxide solution.
ルを備えたことを特徴とする請求項4に記載の半導体装
置の製造装置。8. The apparatus for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, further comprising a nozzle for supplying cleaning water to the semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
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Publication Number | Publication Date |
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