JP3556437B2 - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置およびその製造技術に関し、特に、その製造工程にCMP(Chemical Mechanical Polishing)法を適用した平坦化工程を含む半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路装置の最小加工寸法の減少に伴ってステッパの高性能化が必要となり、レンズ開口径の増大と露光波長の短波長化が進んでいる。その結果、露光光学系の焦点深度が浅くなり、被加工表面の僅かな凹凸も問題となる。この結果、被加工表面の平坦化はデバイスプロセス上重要な技術課題となっている。しかも上記の平坦化は、段差上に形成される配線の断線を防止するために必要とされる段差形状の緩和を目的とした平坦化ではなく、グローバルな平坦化つまり完全平坦化が要求されるものである。
【0003】
表面平坦化の技術としては、SOG(spin on glass)膜あるいは低融点ガラスの塗布および溶融による塗布法、ガラスフローによる熱処理法、CVD(Chemical Vapor Deposition)の表面反応メカニズムを適用して自己平坦化させる方法等が知られているが、表面の状態や適用する熱処理等の条件あるいはそれらの加工上の制約から、完全な平坦化すなわちグローバル平坦化を行うことができない場合が多い。そこで、完全平坦化が実用的に可能な技術としてエッチバック法およびCMP法が有望視されている。
【0004】
エッチバック法は、フォトレジストを犠牲膜にしたもの、SOG膜を用いたもの、自己平坦化CVD膜を用いたもの等が知られているが、プロセスの複雑さ、コスト、パーティクルによる歩留まりの低下が問題となり、一方、CMP法は前記エッチバック法の問題点との比較において総合的に優れたプロセスであるとの認識が一般に形成されつつある。つまり、完全平坦化を実現しうる実用的な技術としては、CMP法が最も有望であると考えられる。
【0005】
なお、CMP技術を詳しく記載している例としては、たとえば、平成8年5月1日、工業調査会発行、「電子材料」1996年5月号、p22〜p27がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、CMP法を適用したデバイス表面の平坦化技術を検討する過程において、本発明者は以下のような問題点があることを認識した。
【0007】
すなわち、CMP法により研磨される研磨膜の残膜厚が、半導体ウェハの周辺領域において大きくなり、その結果、研磨膜の均一性を損ねているという現象を観察した。このような研磨膜の不均一性は、その後の工程におけるフォトリソグラフィの際の露光マージンおよびエッチングマージンを低下させ、半導体集積回路装置の製造歩留まりを低下させる要因になるおそれがある。
【0008】
本発明の目的は、CMP工程における研磨膜の残膜厚均一性を向上することにある。
【0009】
本発明の他の目的は、CMP工程後のフォトリソグラフィ工程における露光マージンおよびエッチングマージンを向上し、半導体集積回路装置の製造歩留まりを向上することにある。
【0010】
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。
【0011】
【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。
【0012】
(1)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体ウェハの有効処理領域内に位置し、半導体集積回路装置を構成する製品チップが形成される製品チップ領域、および、前記半導体ウェハの外周部に位置し、前記製品チップとはならない不完全チップが形成される擬似チップ領域を含む半導体ウェハを処理する半導体集積回路装置の製造方法であって、前記製品チップ領域に半導体集積回路素子を構成する凸状の導電性の素子構成部材を形成すると同時に、前記擬似チップ領域に前記素子構成部材と同一の材料からなる凸状の擬似部材を形成する第1の工程と、前記半導体ウェハの全面に前記素子構成部材および擬似部材を覆う絶縁膜を堆積し、前記絶縁膜をCMP法により研磨する第2の工程と、を含むものである。
【0013】
このような半導体集積回路装置の製造方法によれば、第1の工程において、製品チップ領域に素子形成部材を形成するだけでなく、擬似チップ領域にも擬似部材を形成し、第2の工程において、素子形成部材および擬似部材の両部材上に形成された絶縁膜をCMP法により研磨するため、CMP研磨後の絶縁膜の残膜厚の均一性を向上することができる。
【0014】
すなわち、擬似チップ領域に擬似部材を設けない場合は、素子形成部材を形成するための被膜等が何らパターニングされずに擬似チップ領域に残った状態となり、擬似チップ領域における絶縁膜は当該領域で全面が凸状態になっていることとなる。そのため擬似チップ領域においては、CMP研磨の際に研磨パッドから受ける圧力は平らな絶縁膜の全面で受けることとなり、この領域に加えられる単位面積あたりの圧力が低下することとなる。つまり、パターニングされた素子形成部材上の絶縁膜が素子形成部材の凹凸にしたがった表面形状を有し、研磨パッドから受ける圧力が凸部のみで受けることとなるため、その単位面積あたりの印加圧力が大きくなるのに対し、それに比較して擬似チップ領域では印加圧力が相対的に低くなる。一般的に研磨速度は、印加圧力に比例するため、この印加圧力の相違に起因して絶縁膜の残膜厚が不均一となる。
【0015】
このような絶縁膜の不均一性が擬似チップ領域にのみ止まるものであるならこの領域に形成される擬似チップが製品とはならないため問題は生じないが、不均一性は、擬似チップに隣接する製品チップにも及ぶものである。したがって、擬似チップに隣接する製品チップの歩留まりを低下させる要因となるものであった。
【0016】
そこで、本発明では、擬似チップ領域においてもパターニングを施し、ダミーである擬似部材を形成するものである。このように擬似部材を設けることにより、擬似部材上の絶縁膜のCMP研磨の際の研磨圧力の低下を防止し、絶縁膜の残膜厚均一性を向上するものである。その結果、擬似チップに隣接する製品チップの絶縁膜の膜厚均一性を向上し、当該チップの製品歩留まりを向上することができる。
【0017】
なお、素子形成部材としては、浅溝素子分離構造を有する半導体基板の活性領域、ゲート絶縁膜上のゲート電極となる多結晶シリコン配線、層間絶縁膜上の金属あるいは多結晶シリコン配線を例示することができる。
【0018】
(2)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体ウェハの有効処理領域内に位置し、半導体集積回路装置を構成する製品チップが形成される製品チップ領域、および、前記半導体ウェハの外周部に位置し、前記製品チップとはならない不完全チップが形成される擬似チップ領域を含む半導体ウェハを処理する半導体集積回路装置の製造方法であって、前記製品チップ領域の絶縁膜に半導体集積回路素子を構成する導電性の素子構成部材が形成される凹部を形成すると同時に、前記周辺チップ領域の絶縁膜に擬似凹部を形成する第1の工程と、前記半導体ウェハの全面に前記凹部および擬似凹部の内面を含む前記絶縁膜の表面に導電膜を堆積し、前記導電膜をCMP法により研磨して前記絶縁膜の表面の前記導電膜を除去することにより前記凹部内面および疑似凹部内面に導電性の素子形成部材を形成する第2の工程と、を含むものである。
【0019】
このような半導体集積回路装置の製造方法によれば、第1の工程において、製品チップ領域に素子構成部材を形成するための凹部を絶縁膜に形成するだけでなく、擬似チップ領域に擬似凹部を形成し、第2の工程において、凹部および擬似凹部の内面を含む絶縁膜の表面に導電膜を形成し、導電膜をCMP法により研磨するため、導電膜を均一に研磨することができ、素子構成部材を均一に形成することができる。
【0020】
このように、導電膜を均一に研磨することができる理由は、前記(1)に記載した絶縁膜が均一に研磨される理由と同様である。
【0021】
なお、素子構成部材としては、タングステンプラグあるいはダマシン法による配線を例示することができ、凹部としては、プラグ形成のための接続孔あるいは配線形成のための溝を例示することができる。また、凹部には接続孔および配線溝の両方を含むため、いわゆるデュアルダマシン法による接続孔および配線の形成も含まれる。さらに、導電膜としては、アルミニウム、銅等の金属膜の他に多結晶シリコンも例示することができる。
【0022】
(3)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記(1)または(2)記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、擬似チップ領域における擬似部材または擬似凹部のパターンは、製品チップ領域における素子構成部材または凹部のパターンと同一とするものである。
【0023】
このような半導体集積回路装置の製造方法によれば、擬似チップ領域の擬似部材または擬似凹部パターンを製品チップ領域の素子構成部材または凹部パターンと同じにするため、両領域で印加される単位面積あたりの圧力が同一となり、絶縁膜あるいは金属膜のCMP研磨速度を均一とすることができる。
【0024】
また、擬似チップ領域のパターンを製品チップ領域のパターンと同一にすることに限られず、擬似チップ領域における擬似部材または擬似凹部のパターン密度を、製品チップ領域における素子構成部材または凹部のパターン密度と同一または近似しているものにすることができる。このように、擬似チップ領域および製品チップ領域のパターンを同一にすることのみならず、その密度を同一または近似したものとすることによっても、両領域に印加される単位面積あたりの研磨圧力をほぼ同じにすることができ、絶縁膜あるいは金属膜のCMP研磨速度を均一とすることができる。
【0025】
さらに、本発明者の実験および検討によれば、実用的な均一性は、以下のような条件を満足する場合にも得ることが可能である。すなわち、擬似チップ領域における擬似部材または擬似凹部のパターン密度N1を、製品チップ領域における素子構成部材または凹部のパターン密度N2に対して、0.5×N2≦N1≦2×N2である第1の条件、および、0.1≦N1≦0.8である第2の条件の両条件をともに満足するものとする場合である。つまり、擬似チップ領域のパターン密度N1は、製品チップ領域のパターン密度N2の50%から200%の間にあればよく、N2に厳密に一致あるいは近似している必要はない。ただし、擬似チップ領域のパターン密度N1は、10%〜80%の間にある必要がある。たとえば、製品チップ領域のパターン密度N2が20%である場合には擬似チップ領域のパターン密度N1は10%〜40%の範囲にあればよい。ただし、N2が10%である場合には、N1は10%〜20%の範囲、N2が50%である場合には、N1は25%〜80%の範囲である必要がある。
【0026】
また、擬似部材または擬似凹部のパターン寸法は、素子構成部材または凹部のパターン幅の2倍以上であり、かつ、1mm以下とすることができる。このような場合、擬似部材または擬似凹部のパターン寸法を素子構成部材または凹部のパターン幅の2倍以上にするため、擬似チップ領域内のパターン倒れ等のゴミ発生要因を防止することができる。すなわち、擬似部材または擬似凹部は、ウェハ処理工程におけるプロセス管理範囲外である有効処理領域外または当該領域にまたがって形成されるため、リソグラフィあるいはエッチングが良好には行われない。特に配線形成工程における金属膜が良好にエッチングされない場合には、金属片がウェハから剥離し、導電性のゴミとなって不良発生の要因となりかねない。そこで、本発明では、擬似部材または擬似凹部のパターン寸法を素子構成部材または凹部のパターン幅の2倍以上としてこれら部材の剥離を防止し、半導体集積回路装置の製造工程における不良の発生を抑制するものである。ただし、擬似部材または擬似凹部のパターン寸法があまりに大きくなると、パターニングした効果が薄れる可能性があるため、最大で1mmとするものである。
【0027】
【発明の実施の形態】
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。
【0028】
(実施の形態1)
図1は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適用するウェハの一例を示す平面図であり、図2は図1におけるII部の拡大図である。
【0029】
本実施の形態1の製造方法で用いるウェハ1には、製品チップ2が形成される製品チップ領域3と、製品にはならない不完全な擬似チップ4が形成される擬似チップ領域5とが含まれる。製品チップ2は、各製造工程でのプロセス管理が保証された有効処理領域6内に形成される。逆に言えば、有効処理領域6からはみ出した領域では、製品チップ2にはなり得ず、そのような領域に形成されるチップは全て擬似チップ4となり、工程の終了後廃棄されるものである。したがって、擬似チップ領域5に形成される薄膜は一般にはパターニングされず、ベタ膜の状態で存置される。
【0030】
しかし、本実施の形態のウェハ1には、図2に示すように、擬似チップ領域5においても擬似チップ4上に製品チップ2のパターン7と同一のパターン7がパターニングされる。このように擬似チップ4にもパターン7を形成することにより、パターン上の絶縁膜のCMP研磨量の均一性が向上し、絶縁膜の残膜厚均一性を向上することができる。
【0031】
以下、図3〜図7を用いて本実施の形態1の製造方法を説明する。図3〜図7は、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の一例を工程順に示した断面図であり、(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【0032】
まず、ウェハ1の主面上に図示しないシリコン窒化膜を堆積し、このシリコン酸化膜をパターニングした後、パターニングされたシリコン酸化膜をマスクとして熱酸化処理を行い、厚いシリコン酸化膜からなるフィールド絶縁膜8を形成する。また、低濃度の不純物をイオン注入してウェル9を形成する。その後ゲート絶縁膜10となるシリコン酸化膜をたとえば熱CVD法により、ゲート電極11となる多結晶シリコン膜をたとえばLPCVD法により、キャップ絶縁膜12となるシリコン酸化膜をたとえばプラズマCVD法により順次堆積し、それらの積層膜をパターニングしてゲート絶縁膜10、ゲート電極11、キャップ絶縁膜12を形成する。さらにゲート電極11およびキャップ絶縁膜12をマスクとして不純物をイオン注入し、不純物半導体領域13を形成する。その後、シリコン酸化膜を堆積し、これに異方性エッチングを施してサイドウォール14を形成する(図3)。なお、キャップ絶縁膜12およびサイドウォール14はシリコン窒化膜であってもよい。
【0033】
積層膜のパターニングには公知のフォトリソグラフィおよびエッチング技術を用いることができ、サイドウォール14を形成後高濃度の不純物をイオン注入して不純物半導体領域13をLDD(Lightly Doped Drain )構造としてもよい。また、上記工程により形成されるMISFETがn形の導電形である場合、ウェル9に導入される不純物はボロン等p形不純物とし、不純物半導体領域13に導入される不純物はリン、ヒ素等のn形不純物とすることができる。MISFETの導電形がp形である場合はその逆とすることができる。
【0034】
なお、MISFETは、製品チップ領域3に形成され、擬似チップ領域5には形成されない。
【0035】
次に、ウェハ1の全面に絶縁膜15を堆積した後、絶縁膜15をエッチバック法、CMP法等を用いて平坦化する。絶縁膜15は、BPSG膜、SOG膜あるいは高密度プラズマCVD法によるシリコン酸化膜等自己平坦化機能を有する被膜を含むことができる。この場合、ボロン、リン等の不純物の拡散を防止するため、MISFET側にたとえばTEOSを用いたCVD法によるシリコン酸化膜等を含めることができる。さらに、接続孔16を開口した後、配線17となる金属膜を堆積し、金属膜を公知のフォトリソグラフィおよびエッチングの技術を用いてパターニングして配線17を形成する。また、配線17上にはこれを覆う絶縁膜18を堆積する(図4)。
【0036】
配線17はたとえばアルミニウムを主成分とする金属膜とすることができ、スパッタ法あるいは蒸着法等により堆積することができる。この堆積の際、接続孔16内にも同時に被膜を堆積し、配線17とウェハ1の主面上に不純物半導体領域13とを接続することができる。
【0037】
また、配線17は、製品チップ領域3に形成されるだけでなく、擬似チップ領域5にも形成され、図2で説明したパターン7の一つである。配線17を擬似チップ領域5にも形成することにより、後に説明するように絶縁膜18をCMP研磨した後の絶縁膜18の残膜厚の均一性を向上することができる。
【0038】
絶縁膜18は、BPSG膜、SOG膜あるいは高密度プラズマCVD法によるシリコン酸化膜等自己平坦化機能を有する被膜を含むことができ、また、TEOSを用いたCVD法によるシリコン酸化膜等との積層膜とすることもできる。
【0039】
次に、絶縁膜18の表面をCMP法により研磨する(図5)。図5に示すように、本実施の形態1では、擬似チップ領域5と製品チップ領域3との境界における絶縁膜18の凸部分は12Lの長さで研磨パッド19に接触し(図5(a))、製品チップ領域3間の境界における絶縁膜18の凸部分も12Lの長さで研磨パッド19に接触している(図5(b))。これは、擬似チップ領域5にも製品チップ領域3のパターンと同一のパターンで配線17を形成しているためであり、このように、同一面積で絶縁膜18と研磨パッド19が接触しているため、擬似チップ領域5あるいは製品チップ領域3の場所によらず絶縁膜18の研磨速度を均一とすることができる。
【0040】
すなわち、CMP研磨においては、一般に、研磨速度Rは、摺動面に加わる圧力Psとウェハ1と研磨パッド19との相対速度vとの関数で表され、R=Kp×Ps×v(Kpは係数)の関係で表される。したがって、圧力Psが減少するとそれに比例して研磨速度Rが低下し、絶縁膜18の残膜厚が大きくなる。
【0041】
いま、簡単のために図5の配線17を単純なラインアンドスペースと仮定し、紙面の垂直方向にパターン密度が変化しないと考えると、摺動面に加わる単位面積あたりの圧力Psは、ウェハ1の裏面に印加される均等な印加圧力Pを接触面積で割った値として与えられ、P/12Lとなる。この値は、擬似チップ領域5と製品チップ領域3との境界(図5(a))と、製品チップ領域3間の境界(図5(b))で同じであり、それらの各領域でCMP研磨による絶縁膜18の研磨速度は異ならないことを示している。
【0042】
一方、図17に示すように、擬似チップ領域5に配線17のベタパターン20を残存させた場合を考えてみると、図18に示すように、擬似チップ領域5と製品チップ領域3との境界での単位面積あたりの圧力PsがP/21Lに対し(図18(a))、製品チップ領域3間の境界での単位面積あたりの圧力PsはP/12Lとなって(図18(b))、擬似チップ領域5と製品チップ領域3との境界での圧力Psが、製品チップ領域3間の境界での圧力Psに比較して小さくなり、擬似チップ領域5と製品チップ領域3との境界での絶縁膜18の残膜厚が大きくなってしまう。
【0043】
しかしながら、本実施の形態1の製造方法によれば、前記したとおり、擬似チップ領域5にも配線17のパターン7を形成するため、図6に示すように、ウェハ1の全面で絶縁膜18の残膜厚は均一となり、その後の工程におけるフォトリソグラフィあるいはエッチング工程のプロセスマージンを向上することができる。具体的には、パターン7の凸部分の寸法をたとえば80μm、パターン密度を20%とした場合、残膜厚が800nmの絶縁膜18において、膜厚のばらつきを100nmに抑制することができ、擬似チップ領域5にパターン7を形成しない場合のばらつきが300nmとなるのに対して200nmの均一性の向上を図ることができた。
【0044】
なお、CMP研磨の条件として、ウェハ1への印加圧力を500g/cm2 、定盤およびキャリアの回転数をともに20rpm、研磨パッド19を硬質パッドとすることができる。
【0045】
また、図7に示すように、絶縁膜18上にさらに第2層目の配線21および絶縁膜22を形成してもよい。擬似チップ領域5の配線21に、配線17同様にパターン7を形成し、絶縁膜22の残膜厚均一性を向上できることはいうまでもない。さらに、3層以上の配線層を形成してもよいことはいうまでもない。
【0046】
(実施の形態2)
図8〜図11は、本発明の他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の一例をその工程順に示した断面図である。以下、図8〜図11を用いて本実施の形態2の製造方法を説明する。
【0047】
まず、ウェハ1の主面にシリコン窒化膜23と堆積し、シリコン窒化膜23およびウェハ1の主面をパターニングして、浅溝24を形成する(図8)。シリコン窒化膜23およびウェハ1のパターニングには公知のフォトリソグラフィおよびエッチング技術を用いることができる。
【0048】
この浅溝は、製品チップ領域3に形成されるだけでなく、擬似チップ領域5にも形成される。また、擬似チップ領域5に形成される浅溝24のパターンは、製品チップ領域3におけるパターンと同一である。
【0049】
次に、ウェハ1の全面に、たとえばTEOSを用いたプラズマCVD法によりシリコン酸化膜25を堆積する(図9)。擬似チップ領域5にも製品チップ領域3における浅溝パターンと同一パターンの浅溝24が形成されているため、シリコン酸化膜25の表面凹凸形状は、擬似チップ領域5および製品チップ領域3において同様の形状となる。
【0050】
次に、図10に示すようにCMP研磨を実施する。実施の形態1で説明したように、擬似チップ領域5と製品チップ領域3との境界領域でのシリコン酸化膜25と研磨パッド19との接触面積は、製品チップ領域3間の境界領域での接触面積とほぼ同一となり、シリコン酸化膜25の研磨速度をウェハ1の全面において均一にすることができる。この結果、均一な素子分離領域26を形成することができる(図11)。
【0051】
なお、図11におけるシリコン窒化膜23を除去して、素子分離領域26が形成されたウェハ1が完成するが、その後の素子形成工程は、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
【0052】
(実施の形態3)
図12〜図15は、本発明のさらに他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の一例をその工程順に示した断面図である。以下、図12〜図15を用いて本実施の形態2の製造方法を説明する。(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【0053】
本実施の形態3の製造方法は、第1層配線層を形成するまでは実施の形態1と同様であるため、その説明は省略する。
【0054】
絶縁膜18上に絶縁膜27を堆積し、配線が形成される溝28および接続孔29を形成する(図12)。
【0055】
絶縁膜27は、たとえばTEOSシリコン酸化膜とすることができ、絶縁膜18が十分に厚い場合には絶縁膜27を省略することが可能である。溝28および接続孔29は公知のフォトリソグラフィおよびエッチング技術を用いて形成でき、製品チップ領域3に形成されるだけでなく、擬似チップ領域5にも形成される。また、擬似チップ領域5に形成される溝28および接続孔29のパターンは、製品チップ領域3におけるパターンと同一である。
【0056】
次に、ウェハ1の全面に、たとえばスパッタ法により銅あるいはアルミニウム等の金属膜30を堆積する(図13)。擬似チップ領域5にも製品チップ領域3における浅溝パターンと同一パターンの溝28および接続孔29が形成されているため、金属膜30の表面凹凸形状は、擬似チップ領域5および製品チップ領域3において同様の形状となる。
【0057】
次に、図14に示すようにCMP研磨を実施する。実施の形態1で説明したように、擬似チップ領域5と製品チップ領域3との境界領域での金属膜30と研磨パッド19との接触面積は、製品チップ領域3間の境界領域での接触面積とほぼ同一となり、金属膜30の研磨速度をウェハ1の全面において均一にすることができる。この結果、均一な配線31をダマシン法により形成することができる(図15)。
【0058】
(実施の形態4)
図16は、擬似チップ領域5と製品チップ領域3との境界領域を示す平面図である。
【0059】
本実施の形態4の製造方法では、擬似チップ領域5に形成されるパターン32は、製品チップ領域3に形成されるパターン7と相違するパターンである。ただし、パターン32とパターン7のパターン密度は、同一である。
【0060】
このように、パターン32とパターン7のパターン密度を同じにすることにより、擬似チップ領域5および製品チップ領域3でのCMP研磨速度を均一にすることができ、それらパターン上のCMP研磨膜の残膜厚の均一性を向上することができる。
【0061】
なお、パターン32とパターン7のパターン密度は、全く同一とする必要はない。本発明者の実験および検討によれば、パターン32のパターン密度N1を、パターン7のパターン密度N2に対して、0.5×N2≦N1≦2×N2、とし、かつ、0.1≦N1≦0.8、とすればよい。つまり、パターン32のパターン密度N1は、パターン7のパターン密度N2の50%から200%の間にあればよい。ただし、パターン32のパターン密度N1は、10%〜80%の間にある必要がある。
【0062】
具体的に数値を例示すれば、たとえば、N2が20%である場合にはN1は10%〜40%の範囲にあればよい。また、N2が10%である場合には、N1は10%〜20%の範囲、N2が50%である場合には、N1は25%〜80%の範囲であればよい。
【0063】
また、パターン32のパターン寸法は、パターン7のパターン幅の2倍以上であり、かつ、1mm以下とすることができる。このような場合、パターン32によって形成される配線のパターン倒れ等のゴミ発生要因を防止することができる。すなわち、パターン32によって形成される配線は有効処理領域6内に入っていない場合があり、このように有効処理領域6の外に位置する部材の加工は一般に良好でないため、剥離等が発生しやすいが、パターン32のパターン幅を大きくしておけば、このような不具合は発生し難くなる。
【0064】
ただし、擬似部材または擬似凹部のパターン寸法があまりに大きくなると、パターニングした効果が薄れる可能性があるため、最大で1mmとするものである。
【0065】
なお、本実施の形態4のパターン32は、実施の形態1〜3においても用いることができる。
【0066】
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。
【0067】
たとえば、上記実施の形態1〜3では、本発明を素子分離領域、金属配線に適用した場合について説明したが、その他の部材たとえば、ゲート配線、ビット線等に適用することもできる。
【0068】
【発明の効果】
本願におい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とおりである。
【0069】
(1)CMP工程における研磨膜の残膜厚の均一性を向上することができる。
【0070】
(2)CMP工程後のフォトリソグラフィ工程における露光マージンおよびエッチングマージンを向上し、半導体集積回路装置の製造歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【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適用するウェハの一例を示す平面図である。
【図2】図1におけるII部の拡大図である。
【図3】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の一例を工程順に示した断面図であり、(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【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方法の一例を工程順に示した断面図であり、(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【図5】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の一例を工程順に示した断面図であり、(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【図6】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の一例を工程順に示した断面図であり、(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【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方法の一例を工程順に示した断面図であり、(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【図8】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の一例をその工程順に示した断面図である。
【図9】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の一例をその工程順に示した断面図である。
【図10】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の一例をその工程順に示した断面図である。
【図11】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の一例をその工程順に示した断面図である。
【図12】本発明のさらに他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の一例をその工程順に示した断面図であり、(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【図13】本発明のさらに他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の一例をその工程順に示した断面図であり、(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【図14】本発明のさらに他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の一例をその工程順に示した断面図であり、(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【図15】本発明のさらに他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の一例をその工程順に示した断面図であり、(a)は図1におけるa−a線断面、(b)は図1におけるb−b線断面を示す。
【図16】実施の形態4の擬似チップ領域と製品チップ領域との境界領域を示す平面図である。
【図17】擬似チップ領域にベタパターンを残存させた場合の例を示す平面図である。
【図18】擬似チップ領域にベタパターンを残存させた場合の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ウェハ
2 製品チップ
3 製品チップ領域
4 擬似チップ
5 擬似チップ領域
6 有効処理領域
7 パターン
8 フィールド絶縁膜
9 ウェル
10 ゲート絶縁膜
11 ゲート電極
12 キャップ絶縁膜
13 不純物半導体領域
14 サイドウォール
15 絶縁膜
16 接続孔
17 配線
18 絶縁膜
19 研磨パッド
20 ベタパターン
21 配線
22 絶縁膜
23 シリコン窒化膜
24 浅溝
25 シリコン酸化膜
26 素子分離領域
27 絶縁膜
28 溝
29 接続孔
30 金属膜
31 配線
32 パターン
N1 パターン密度
N2 パターン密度
P 印加圧力
Ps 圧力
R 研磨速度
v 相対速度[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a technology for manufacturing the same, and more particularly to a technology effective when applied to a semiconductor integrated circuit device including a planarization step in which a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method is applied to the manufacturing process. .
[0002]
[Prior art]
As the minimum processing size of the semiconductor integrated circuit device decreases, it is necessary to improve the performance of the stepper, and the aperture diameter of the lens is increased and the exposure wavelength is shortened. As a result, the depth of focus of the exposure optical system becomes shallow, and slight irregularities on the surface to be processed also pose a problem. As a result, planarization of the surface to be processed has become an important technical problem in device processing. In addition, the above-mentioned flattening is not flattening intended to alleviate the step shape required for preventing disconnection of wiring formed on the step, but global flattening, that is, complete flattening is required. Things.
[0003]
As a technique for flattening the surface, a SOG (spin on glass) film or a low melting point glass is applied and applied by melting, a heat treatment method using a glass flow, and a surface reaction mechanism of CVD (Chemical Vapor Deposition) are applied to make the surface flattened. Although there is known a method for performing such a process, complete planarization, that is, global planarization cannot be performed in many cases due to surface conditions, conditions such as heat treatment to be applied, or restrictions on the processing thereof. Therefore, the etch-back method and the CMP method are promising as technologies that can be completely flattened practically.
[0004]
As the etch-back method, a method using a photoresist as a sacrificial film, a method using an SOG film, a method using a self-planarizing CVD film, and the like are known. However, the process complexity, cost, and reduction in yield due to particles are reduced. On the other hand, it has been generally recognized that the CMP method is an overall superior process in comparison with the problem of the etch-back method. In other words, it is considered that the CMP method is the most promising as a practical technique that can realize complete flattening.
[0005]
As an example that describes the CMP technology in detail, for example, there is “Electronic Materials”, May, 1996, p.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the process of studying a device surface flattening technique to which the CMP method is applied, the present inventor has recognized that there are the following problems.
[0007]
That is, a phenomenon was observed in which the remaining film thickness of the polishing film polished by the CMP method increased in the peripheral region of the semiconductor wafer, and as a result, the uniformity of the polishing film was impaired. Such non-uniformity of the polishing film may reduce exposure margin and etching margin in photolithography in a subsequent process, and may cause a reduction in the manufacturing yield of the semiconductor integrated circuit device.
[0008]
An object of the present invention is to improve the uniformity of the remaining thickness of a polishing film in a CMP process.
[0009]
It is another object of the present invention to improve an exposure margin and an etching margin in a photolithography process after a CMP process, and to improve a manufacturing yield of a semiconductor integrated circuit device.
[0010]
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.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
[0012]
(1) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a product chip region located in an effective processing region of a semiconductor wafer and in which product chips constituting the semiconductor integrated circuit device are formed; Said Located on the outer periphery of the semiconductor wafer, Said Unfinished product chips All A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device for processing a semiconductor wafer including a pseudo chip region where a chip is formed, comprising: Said Configure semiconductor integrated circuit devices in product chip area Convex At the same time as forming the conductive element components, Said In the pseudo chip area Said Made of the same material as the element components Convex A first step of forming a pseudo member; Said On the entire surface of the semiconductor wafer Said Depositing an insulating film covering the element constituent member and the pseudo member, Said A second step of polishing the insulating film by a CMP method.
[0013]
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, in the first step, not only the element forming member is formed in the product chip region, but also the pseudo member is formed in the pseudo chip region. Since the insulating film formed on both the element forming member and the pseudo member is polished by the CMP method, the uniformity of the remaining film thickness of the insulating film after the CMP can be improved.
[0014]
That is, when the pseudo member is not provided in the pseudo chip region, a film or the like for forming the element forming member remains in the pseudo chip region without being patterned at all, and the insulating film in the pseudo chip region is entirely covered by the region. Is in a convex state. Therefore, in the pseudo chip region, the pressure received from the polishing pad during the CMP polishing is applied to the entire surface of the flat insulating film, and the pressure per unit area applied to this region decreases. That is, since the insulating film on the patterned element forming member has a surface shape according to the unevenness of the element forming member, and the pressure received from the polishing pad is received only by the convex portion, the applied pressure per unit area Becomes larger, while the applied pressure becomes relatively lower in the pseudo chip region. Since the polishing rate is generally proportional to the applied pressure, the difference in the applied pressure causes the remaining film thickness of the insulating film to be non-uniform.
[0015]
If the non-uniformity of the insulating film is limited only to the pseudo chip region, no problem occurs because the pseudo chip formed in this region does not become a product, but the non-uniformity is adjacent to the pseudo chip. It extends to product chips. Therefore, this is a factor that reduces the yield of product chips adjacent to the pseudo chip.
[0016]
Therefore, in the present invention, patterning is performed even in the pseudo chip region to form a dummy pseudo member. By providing the dummy member in this manner, a reduction in polishing pressure during CMP polishing of the insulating film on the dummy member is prevented, and the uniformity of the remaining film thickness of the insulating film is improved. As a result, the film thickness uniformity of the insulating film of the product chip adjacent to the pseudo chip can be improved, and the product yield of the chip can be improved.
[0017]
In addition, as an element forming member, an active region of a semiconductor substrate having a shallow trench element isolation structure, a polycrystalline silicon wiring serving as a gate electrode on a gate insulating film, a metal or a polycrystalline silicon wiring on an interlayer insulating film are exemplified. Can be.
[0018]
(2) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, wherein a product chip region located in an effective processing region of a semiconductor wafer and a product chip constituting the semiconductor integrated circuit device is formed; Said Located on the outer periphery of the semiconductor wafer, Said Unfinished product chips All A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device for processing a semiconductor wafer including a pseudo chip region where a chip is formed, comprising: Said At the same time as forming a concave portion in which a conductive element constituting a semiconductor integrated circuit element is formed in an insulating film in a product chip area, Said A first step of forming a pseudo recess in the insulating film in the peripheral chip area; Said On the entire surface of the semiconductor wafer Said Includes inner surface of recess and pseudo recess Said Depositing a conductive film on the surface of the insulating film, Said Polish the conductive film by CMP method By removing the conductive film on the surface of the insulating film, Recess Inner surface and pseudo concave inner surface And a second step of forming a conductive element forming member.
[0019]
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, in the first step, not only the concave portion for forming the element constituent member in the product chip region is formed in the insulating film, but also the pseudo concave portion is formed in the pseudo chip region. Forming and, in the second step, forming a conductive film on the surface of the insulating film including the inner surface of the concave portion and the pseudo concave portion, and polishing the conductive film by a CMP method; therefore, the conductive film can be uniformly polished. The constituent members can be formed uniformly.
[0020]
The reason why the conductive film can be polished uniformly is the same as the reason why the insulating film is uniformly polished as described in the above (1).
[0021]
In addition, as the element constituent member, a tungsten plug or a wiring by a damascene method can be exemplified, and as the concave portion, a connection hole for forming a plug or a groove for forming a wiring can be exemplified. Further, since the recess includes both the connection hole and the wiring groove, the formation of the connection hole and the wiring by the so-called dual damascene method is also included. Further, examples of the conductive film include polycrystalline silicon in addition to a metal film such as aluminum and copper.
[0022]
(3) The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the above (1) or (2), wherein the pattern of the pseudo member or the pseudo recess in the pseudo chip region is a product. This is the same as the pattern of the element constituent member or the concave portion in the chip area.
[0023]
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the pseudo member or the pseudo concave pattern in the pseudo chip region is made the same as the element constituent member or the concave pattern in the product chip region. And the CMP pressure of the insulating film or the metal film can be made uniform.
[0024]
Further, the pattern density of the pseudo chip region is not limited to the same as that of the product chip region. Or it can be an approximation. In this way, not only by making the patterns of the pseudo chip region and the product chip region the same, but also by making the densities the same or similar, the polishing pressure per unit area applied to both regions can be substantially reduced. The same can be achieved, and the CMP polishing rate of the insulating film or the metal film can be made uniform.
[0025]
Further, according to experiments and studies by the present inventors, practical uniformity can be obtained even when the following conditions are satisfied. That is, the pattern density N1 of the pseudo member or the pseudo concave portion in the pseudo chip region is 0.5 × N2 ≦ N1 ≦ 2 × N2 which is 0.5 × N2 ≦ N1 ≦ 2 × N2 with respect to the pattern density N2 of the element component member or the concave portion in the product chip region. This is a case where both the condition and the second condition of 0.1 ≦ N1 ≦ 0.8 are satisfied. That is, the pattern density N1 of the pseudo chip region may be between 50% and 200% of the pattern density N2 of the product chip region, and need not exactly match or approximate N2. However, the pattern density N1 of the pseudo chip region needs to be between 10% and 80%. For example, when the pattern density N2 of the product chip area is 20%, the pattern density N1 of the pseudo chip area may be in the range of 10% to 40%. However, when N2 is 10%, N1 needs to be in the range of 10% to 20%, and when N2 is 50%, N1 needs to be in the range of 25% to 80%.
[0026]
Further, the pattern size of the pseudo member or the pseudo recess may be not less than twice the pattern width of the element constituent member or the recess and may be not more than 1 mm. In such a case, since the pattern size of the pseudo member or the concave portion is twice or more the pattern width of the element constituent member or the concave portion, it is possible to prevent dust generation factors such as pattern collapse in the pseudo chip region. That is, since the pseudo member or the pseudo concave portion is formed outside the effective processing region outside the process control range in the wafer processing step or over the region, the lithography or etching is not performed well. In particular, if the metal film in the wiring forming step is not etched well, the metal pieces may peel off from the wafer and become conductive dust, which may cause a defect. Therefore, in the present invention, the pattern size of the pseudo member or the pseudo concave portion is set to be twice or more the pattern width of the element constituent member or the concave portion to prevent the separation of these members and suppress the occurrence of defects in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device. Things. However, if the pattern size of the pseudo member or the pseudo recess is too large, the effect of patterning may be weakened, so the maximum is 1 mm.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0028]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view showing an example of a wafer to which a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion II in FIG.
[0029]
The
[0030]
However, in the
[0031]
Hereinafter, the manufacturing method of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention in the order of steps. FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. ) Shows a cross section taken along line bb in FIG.
[0032]
First, a silicon nitride film (not shown) is deposited on the main surface of the
[0033]
Known photolithography and etching techniques can be used for patterning the laminated film, and the
[0034]
The MISFET is formed in the
[0035]
Next, after an insulating
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The insulating
[0039]
Next, the surface of the insulating
[0040]
That is, in the CMP polishing, the polishing speed R is generally represented by a function of a pressure Ps applied to a sliding surface and a relative speed v between the
[0041]
Now, for the sake of simplicity, assuming that the
[0042]
On the other hand, considering the case where the
[0043]
However, according to the manufacturing method of the first embodiment, as described above, since the
[0044]
In addition, as a condition of the CMP polishing, the pressure applied to the
[0045]
Further, as shown in FIG. 7, a second-
[0046]
(Embodiment 2)
8 to 11 are sectional views showing an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention in the order of steps. Hereinafter, the manufacturing method of the second embodiment will be described with reference to FIGS.
[0047]
First, a
[0048]
This shallow groove is formed not only in the
[0049]
Next, a
[0050]
Next, CMP polishing is performed as shown in FIG. As described in the first embodiment, the contact area between
[0051]
Note that the
[0052]
(Embodiment 3)
12 to 15 are sectional views showing an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to still another embodiment of the present invention in the order of steps. Hereinafter, the manufacturing method of the second embodiment will be described with reference to FIGS. (A) shows a cross section taken along the line aa in FIG. 1, and (b) shows a cross section taken along the line bb in FIG. 1.
[0053]
Since the manufacturing method of the third embodiment is the same as that of the first embodiment until the first wiring layer is formed, the description is omitted.
[0054]
An insulating
[0055]
The insulating
[0056]
Next, a
[0057]
Next, as shown in FIG. 14, CMP polishing is performed. As described in the first embodiment, the contact area between
[0058]
(Embodiment 4)
FIG. 16 is a plan view showing a boundary region between the
[0059]
In the manufacturing method according to the fourth embodiment, the
[0060]
As described above, by making the pattern densities of the
[0061]
The pattern densities of the
[0062]
Specifically, for example, when N2 is 20%, N1 may be in the range of 10% to 40%. When N2 is 10%, N1 may be in the range of 10% to 20%, and when N2 is 50%, N1 may be in the range of 25% to 80%.
[0063]
Further, the pattern size of the
[0064]
However, if the pattern size of the pseudo member or the pseudo recess is too large, the effect of patterning may be weakened, so the maximum is 1 mm.
[0065]
Note that the
[0066]
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment of the invention. However, the invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Needless to say, there is.
[0067]
For example, in the first to third embodiments, the case where the present invention is applied to the element isolation region and the metal wiring has been described. However, the present invention can be applied to other members such as a gate wiring and a bit line.
[0068]
【The invention's effect】
The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0069]
(1) The uniformity of the remaining thickness of the polishing film in the CMP process can be improved.
[0070]
(2) The exposure margin and the etching margin in the photolithography process after the CMP process can be improved, and the production yield of the semiconductor integrated circuit device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a wafer to which a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion II in FIG.
3A to 3C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention in the order of steps, wherein FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. 1 and FIG. 1 shows a cross section taken along the line bb in FIG.
4A and 4B are cross-sectional views illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention in the order of steps, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. 1 and FIG. 1 shows a cross section taken along the line bb in FIG.
5A and 5B are cross-sectional views illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention in the order of steps, wherein FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. 1 and FIG. 1 shows a cross section taken along the line bb in FIG.
6A and 6B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention in the order of steps, wherein FIG. 6A is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. 1 and FIG. 1 shows a cross section taken along the line bb in FIG.
7A and 7B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention in the order of steps, wherein FIG. 7A is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. 1 and FIG. 1 shows a cross section taken along the line bb in FIG.
FIG. 8 is a sectional view illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 9 is a sectional view illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 10 is a sectional view illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 11 is a sectional view illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
12A and 12B are cross-sectional views illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to still another embodiment of the present invention in the order of steps, wherein FIG. 12A is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. ) Shows a cross section taken along line bb in FIG.
13A and 13B are cross-sectional views illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to still another embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG. 13A is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. ) Shows a cross section taken along line bb in FIG.
FIGS. 14A and 14B are cross-sectional views illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to still another embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG. 14A is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. ) Shows a cross section taken along line bb in FIG.
15A and 15B are cross-sectional views illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to still another embodiment of the present invention in the order of steps; FIG. 15A is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. ) Shows a cross section taken along line bb in FIG.
FIG. 16 is a plan view showing a boundary region between a pseudo chip region and a product chip region according to the fourth embodiment.
FIG. 17 is a plan view showing an example in which a solid pattern is left in a pseudo chip region.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example in which a solid pattern is left in a pseudo chip region.
[Explanation of symbols]
1 wafer
2 Product chips
3 Product chip area
4 pseudo chip
5 pseudo chip area
6 Effective processing area
7 patterns
8 Field insulation film
9 wells
10 Gate insulating film
11 Gate electrode
12 Cap insulating film
13 Impurity semiconductor region
14 Sidewall
15 Insulating film
16 Connection hole
17 Wiring
18 Insulating film
19 Polishing pad
20 solid patterns
21 Wiring
22 insulating film
23 Silicon nitride film
24 Shallow groove
25 Silicon oxide film
26 Device isolation area
27 Insulating film
28 grooves
29 Connection hole
30 metal film
31 Wiring
32 patterns
N1 pattern density
N2 pattern density
P applied pressure
Ps pressure
R Polishing speed
v Relative speed
Claims (3)
前記製品チップ領域に半導体集積回路素子を構成する凸状の導電性の素子構成部材を形成すると同時に、前記擬似チップ領域に前記素子構成部材のパターン寸法の2倍以上1mm以下で同一の材料からなる凸状の擬似部材を形成する第1の工程と、
前記半導体ウェハの全面に前記素子構成部材および擬似部材を覆う絶縁膜を堆積し、前記絶縁膜をCMP法により研磨する第2の工程と、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。An incomplete chip which is located in the effective processing area of the semiconductor wafer, in which a product chip constituting the semiconductor integrated circuit device is formed, and which is located on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer and does not become the product chip. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device for processing a semiconductor wafer including a pseudo chip region to be formed,
At the same time as forming a projecting conductive element constituting a semiconductor integrated circuit element in the product chip region, the pseudo chip region is formed of the same material in a size of at least twice the pattern size of the element component and at most 1 mm. A first step of forming a convex pseudo member;
A second step of depositing an insulating film covering the element constituent member and the pseudo member on the entire surface of the semiconductor wafer and polishing the insulating film by a CMP method. .
前記製品チップ領域の絶縁膜に半導体集積回路素子を構成する導電性の素子構成部材が形成される凹部を形成すると同時に、前記周辺チップ領域の絶縁膜に前記凹部のパターン寸法の2倍以上1mm以下の擬似凹部を形成する第1の工程と、
前記半導体ウェハの全面に前記凹部および擬似凹部の内面を含む前記絶縁膜の表面に導電膜を堆積し、前記導電膜をCMP法により研磨して前記絶縁膜の表面の前記導電膜を除去することにより前記凹部内面および疑似凹部内面に導電性の素子形成部材を形成する第2の工程と、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。An incomplete chip which is located in the effective processing area of the semiconductor wafer, in which a product chip constituting the semiconductor integrated circuit device is formed, and which is located on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer and does not become the product chip. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device for processing a semiconductor wafer including a pseudo chip region to be formed,
At the same time as forming a recess in which an electrically conductive element constituting a semiconductor integrated circuit device is formed in the insulating film in the product chip area, the insulating film in the peripheral chip area is twice or more the pattern size of the recess and 1 mm or less. A first step of forming a pseudo concave portion of
Depositing a conductive film on the surface of the insulating film including the inner surface of the concave portion and the pseudo concave portion over the entire surface of the semiconductor wafer, and polishing the conductive film by a CMP method to remove the conductive film on the surface of the insulating film; Forming a conductive element forming member on the inner surface of the concave portion and the inner surface of the pseudo concave portion by the method according to the first aspect of the present invention.
前記擬似チップ領域における前記擬似部材または前記擬似凹部のパターン密度N1は、前記製品チップ領域における前記素子構成部材または前記凹部のパターン密度N2に対して、
0.5×N2≦N1≦2×N2、である第1の条件、
0.1≦N1≦0.8、である第2の条件、
の何れの条件をも満足するもの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。3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein
The pattern density N1 of the pseudo member or the pseudo concave portion in the pseudo chip region is smaller than the pattern density N2 of the element component member or the concave portion in the product chip region.
A first condition that is 0.5 × N2 ≦ N1 ≦ 2 × N2,
A second condition that satisfies 0.1 ≦ N1 ≦ 0.8,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, which satisfies both of the above conditions.
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