[發(fā)明專利]化學機械拋光用淤漿及其形成方法和半導體器件制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01122494.0
• 申請日: 2001-07-13
• 公開（公告）號: CN1333319A
• 公開（公告）日: 2002-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 松井之輝;南幅學;矢野博之;福島大
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;C08J5/14;H01L21/302
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王永剛

本申請的基礎是先有的日本專利申請No.2000-214510(2000年9月14日提交)，同時請求優(yōu)先權，此項先有日本專利申請中的整體內(nèi)容已綜合于此供參考。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體器件制造領域中使用的CMP用淤漿、它的形成方法以及包括CMP法的半導體器件的制造方法。

背景技術

近年來，在半導體器件的制造領域中，伴隨著半導體器件的高度集成化和半導體元件的細微化，正在開發(fā)種種的微加工技術。其中例如CMP技術是形成金屬鑲嵌配線方面不可欠缺的重要技術。

在由金屬CMP形成金屬鑲嵌配線時，避免劃傷和抑制侵蝕乃是最大的課題。為了抑制侵蝕，采用了硬質的研磨布，而且對于過拋光的問題則必須采用有余量的CMP用淤漿(以下簡作淤漿)。

為了擴大過拋光的余量，如何有效地將負載的變化傳遞給被研磨基體金屬膜成為關鍵問題。這就是說，要求有研磨速度能靈敏地響應負載變化的，所謂研磨速度負載相關性高的CMP特性。

作為實現(xiàn)這種CMP特性的方法，采用含有以有機粒子(單數(shù)形式)和無機粒子(多種形式)一體化的材料為研磨粒子的淤漿是有效的。這種方法是使無機粒子凝集于沒有研磨力的有機粒子的周圍，把有機粒子用作無機粒子的輔助粒子。

具體地說，采用上述淤漿時，通過有機粒子所具有的彈性能使負載的變化有效地傳遞給被研磨基體，而提高了研磨速度的負載相關性。此外，當采用了上述淤漿，由于有機粒子具有彈性，即使采用了硬質研磨布也能避免劃傷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供用于實現(xiàn)低侵蝕和高過拋光余量的CMP的有效淤漿及其形成方法，以及包括具有能實現(xiàn)低侵蝕與高過拋光余量的CMP的CMP工藝的半導體器件的制造方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明的第一方面是包含有液體，此液體所包含的多種研磨粒子中則包含至少一種以上的有機粒子和至少一種以上的無機粒子，而上述有機粒子和無機粒子則通過熱粘合成為整體。

本發(fā)明的第二方面是將多種有機粒子與多種無機粒子在粉體狀態(tài)下混合，同時利用機械融合現(xiàn)象，將上述多種有機粒子中的至少一種以上與前述多種有機粒子的至少一種以上整體化成多個研磨粒子，再把這多種研磨粒子添加到溶液中。

此外，本發(fā)明的第二方面包括采用本發(fā)明的淤漿進行CMP的工藝。

本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點將陳述于后面的說明中，并將部分地通過此說明獲得理解或可以通過實施本發(fā)明來認識。本發(fā)明的種種目的與優(yōu)點可以借助后面具體指出的裝置與混合物來實現(xiàn)與達到。

附圖說明

包括在并構成為此說明書一部分的附圖闡明了本發(fā)明當前最佳的實施形式，它們與前面的概述和下面將給出的最佳實施形式的詳述在一起，用來說明本發(fā)明的原理。

圖1是有關本發(fā)明的和先有的淤漿在研磨速度、淤漿穩(wěn)定性與淤漿供給是否良好的總圖；

圖2A與2B說明采用本發(fā)明第一實施例的淤漿時的負載相關性；

圖3說明采用本發(fā)明第一實施例的與先有的淤漿時各自的負載相關性；

圖4說明采用本發(fā)明第一實施例的與先有的淤漿時各自的侵蝕與配線寬度的相關性；

圖5A與5B說明采用本發(fā)明第二實施例的淤漿時的負載相關性；

圖6A～6D是示明本發(fā)明第三實施例的Al金屬鑲嵌配線形成方法的工藝剖面圖；

圖7A與7B說明采用本發(fā)明第三實施例的淤漿時的負載相關性；

圖8A與8B說明采用本發(fā)明第四實施例的淤漿時的負載相關性；

圖9概示制造利用機械融合現(xiàn)象的研磨粒子時所用的制造設備。

具體實施方式

下面參看附圖說明本發(fā)明的實施例。

(第一實施例)

本實施例說明W金屬鑲嵌配線時所用的W-CMP用淤漿。本實施例中W-CMP用淤漿的各研磨粒子是由有機粒子PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)(單數(shù))與無機粒子二氧化錳(多種)于粉體狀態(tài)下混合(粉體混合)，通過機械融合現(xiàn)象將兩種粒子熱粘合成PMMA(多種)與二氧化錳(多數(shù))的凝聚體。

下面說明這種利用機械融合現(xiàn)象的具體的研磨粒子制造方法(參看圖9)。首先將兩種粉體借助離心力固定于旋轉容器21的內(nèi)壁上。用固定于中心軸上的內(nèi)部構件22將其瞬時地壓密。然后由刮板23刮集接受了這種作用的粉體。通過反復高速地進行上述操作，恰當?shù)貞脡好?剪斷作用作粒子復合化處理，就能由機械融合現(xiàn)象獲得兩種粒子熱粘合成的凝聚體。本實施例中把這樣求得的凝聚體用作研磨粒子。將上述研磨粒子加到純水中便得到W-CMP用淤漿。