(57)【要約】【課題】製造コストを高めることなくＣＭＰ処理における不具合を防ぐことが可能な半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板１０上には、Ｃｕ配線を形成するための材料としてＣｕ層２０が配置されている。このＣｕ層２０は、後の工程でＣＭＰ処理を施されることにより、理想的には点線部分まで平坦化され、Ｃｕ配線となるものである。Ｃｕ層２０の上面は、領域１１，１２間で段差を有している。Ｃｕ層２０上において、ＣＭＰ処理工程の前に、有機材料を塗布することにより有機塗布膜３０を形成する。有機材料はＣｕに比較して流動性が高いので、有機塗布膜３０における段差は、Ｃｕ層２０における（初期）段差に比較して小さくなる。【選択図】図１
2008205079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に配置された所定の材料層にＣＭＰ処理を施すことにより平坦化させるＣＭＰ処理工程を備える半導体装置の製造方法であって、
前記ＣＭＰ処理工程の前に、前記材料上に有機材料を塗布することにより有機塗布膜を形成する有機塗布膜形成工程
を備える半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記有機塗布膜形成工程において形成された前記有機塗布膜を加圧する加圧工程
をさらに備える半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記有機塗布膜形成工程において形成された前記有機塗布膜を加熱する加熱工程
をさらに備える半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記有機塗布膜形成工程において形成された前記有機塗布膜上へ粘着性テープを貼付するテープ貼付工程と、
前記テープ貼付工程で貼付された前記粘着性テープを剥離するテープ剥離工程と、
をさらに備える半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記テープ剥離工程は、前記粘着性テープに振動を加える工程
を含む半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、ＣＭＰ処理における不具合を防ぐための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の製造方法におけるＣｕ配線の形成は、次のように行われていた。すなわち、まず、シリコン等の半導体からなりＣｕ配線用の溝が設けられた基板上に、ＣｕメッキによりＣｕ層を形成する。次に、ＣＭＰ処理を施すことにより、溝の外においてＣｕを除去する。これにより、基板において溝の中に選択的にＣｕ配線を埋め込むことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的に、半導体装置においては、１個の基板上にさまざまなパターンの配線が形成される。従って、基板上に形成される溝の形状は、基板上の領域により異なっている。
【０００４】
互いに異なる形状を有する溝が設けられた領域間においては、その上に形成されるＣｕ層の厚みも異なってくる。すなわち、Ｃｕ層の上面は、必ずしも基板全体で平坦にはならず、領域間において段差が生じることとなる。Ｃｕ層で段差が生じると、ＣＭＰ処理においてエロージョンやディッシング等の不具合が生じやすくなるという問題点がある。
【０００５】
このような段差は、予めＣｕ層を厚めにメッキしておくとともにＣＭＰ処理量を増やすことにより、取り除くことが可能である。しかし、Ｃｕ層において段差を取り除くためには、段差の約１．５倍以上の厚みのＣｕ層を余分にＣＭＰ処理する必要があるが、メッキ量やＣＭＰ処理量を増やした場合には、製造コストが高くなってしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明は以上の問題点を解決するためになされたものであり、製造コストを高めることなくＣＭＰ処理における不具合を防ぐことが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施の形態において、Ｃｕ層上において、ＣＭＰ処理工程の前に、有機材料を塗布することにより有機塗布膜を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、材料層における段差を取り除くために余分にＣＭＰ処理すべき材料の厚みを低減することができる。よって、製造コストを高めることなくＣＭＰ処理における不具合を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の一工程（ＣＭＰ処理が施される直前）を模式的に示す断面図である。
【００１０】
シリコン等の半導体からなる基板１０は、互いに異なる配線パターンを有する領域１１，１２を有している。すなわち、領域１１，１２には、互いに形状が異なるＣｕ配線用の溝が、それぞれ設けられている。なお、図示は省略しているが、基板１０の表面付近は、酸化処理等を施されることによりシリコン酸化膜等の絶縁膜が形成されている。
【００１１】
基板１０上には、Ｃｕ配線を形成するための材料層としてＣｕ層２０が配置されている。Ｃｕ層２０は、基板１０上においてスパッタによりＣｕ膜（seed-Cu）を形成した後に、Ｃｕメッキを行うことにより形成される。このＣｕ層２０は、後の工程でＣＭＰ処理を施されることにより、点線部分まで平坦化され、Ｃｕ配線となるものである。なお、本発明は、Ｃｕ層に限られるものではなく、他の材料層に対しても適用可能である。
【００１２】
上述したように、基板１０は、互いに異なる配線パターンを有する領域１１，１２を有している。従って、Ｃｕ層２０の上面は、これらの配線パターンすなわち溝の形状を反映して、領域１１，１２間で段差を有することとなる（パターン依存性を持つ初期段差）。図１においては、Ｃｕ層２０は、領域１１では盛り上がった凸部を有し領域１２では窪んだ凹部を有するように形成されている。すなわち、この凸部と凹部との高さの差が初期段差となる。従って、上述したように、後のＣＭＰ処理工程における不具合を防ぐためには、メッキ量やＣＭＰ処理量を増やして段差を取り除く必要があるので、製造コストが高くなってしまうこととなる。
【００１３】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、Ｃｕメッキにより形成されたＣｕ層２０上において、ＣＭＰ処理工程の前に、有機材料を塗布することにより有機塗布膜３０を形成する（有機塗布膜形成工程）ことを特徴とするものである。有機材料はＣｕに比較して流動性が高いので、有機塗布膜３０における段差は、Ｃｕ層２０における（初期）段差に比較して小さくなる。従って、ＣＭＰ処理を施す前に、有機塗布膜３０を形成することにより、有機塗布膜３０を形成しない場合に比較して、段差を取り除くために余分にＣＭＰ処理すべきＣｕの厚みを低減することが可能となる。よって、製造コストを低減することが可能となる。
【００１４】
なお、この有機塗布膜３０は、有機塗布膜形成工程に引き続き行われるＣＭＰ処理工程において全て除去される。また、有機材料としてＣｕイオンを含有するものを用いることにより、ＣＭＰ処理における研磨レート（研磨速度）を有機塗布膜３０とＣｕ層２０とで等しくできるので、Ｃｕ層２０における段差をより効果的に取り除くことができる。
【００１５】
このように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、ＣＭＰ処理工程の前に、基板１０に有機材料を塗布することにより有機塗布膜３０を形成する有機塗布膜形成工程を備えている。従って、Ｃｕ層２０における段差を取り除くために余分にＣＭＰ処理すべきＣｕの厚みを低減することができる。よって、製造コストを高めることなくＣＭＰ処理における不具合を防ぐことができる。
【００１６】
なお、上述したように、有機材料は比較的に流動性が高いので、有機塗布膜３０における段差は比較的に小さい。しかし、有機塗布膜形成工程後かつＣＭＰ処理工程前に、以下のような手法を用いて有機塗布膜３０における段差をさらに低減することにより、余分にＣＭＰ処理すべきＣｕの厚みをさらに低減しコストをさらに低減することが可能となる。
【００１７】
例えば、有機塗布膜３０をローラー等で加圧することで、さらに段差を低減することが可能である。すなわち、有機材料は比較的に流動性が高いので、加圧によって容易に変形し平坦化される。
【００１８】
また、例えば、有機塗布膜３０を加熱しリフローすることで、さらに段差を低減することが可能である。すなわち、有機材料は比較的に融点が低いので、加熱によって容易にリフローされ平坦化される。
【００１９】
また、例えば、有機塗布膜３０において、矢印で示される突起部を含む領域に粘着性テープを貼付し加圧した後に剥離することにより、（周囲に比較してより強く加圧される）突起部のみを選択的に取り除くことができる。これにより、有機塗布膜３０における段差をさらに低減することが可能となる。
【００２０】
なお、上記の粘着性テープの剥離は、粘着性テープに超音波等で振動を加えることにより行ってもよい。これにより、突起部の脇に部分的にクラックを生じさせることが可能となるので、突起部を含む有機塗布膜３０全体が剥離されてしまうことを防ぎ確実に突起部のみを取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  基板、１１，１２  領域、２０  Ｃｕ層、３０  有機塗布膜。
【図１】
2008205079.tif 000003