[發(fā)明專利]半導體器件的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710129101.9
• 申請日: 2007-07-11
• 公開（公告）號: CN101106085A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田中梢;久保亨
• 申請（專利權(quán)）人: 恩益禧電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/3105
• 分類號: H01L21/3105;H01L21/762;H01L21/768;H01L21/00;B24B1/00
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司
• 代理人: 關(guān)兆輝;陸錦華

本申請以日本專利申請No.2006-190196為基礎(chǔ)，其內(nèi)容通過參考并入這里。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導體器件的制造方法，具體地說涉及一種包括對形成在半導體襯底上或上方的膜進行化學機械拋光處理的半導體器件的制造方法。

背景技術(shù)

在半導體制造加速趨向于更高的集成度和尺寸縮小時，作為基于拋光的平整化技術(shù)的化學機械拋光(CMP)已引起了公眾的關(guān)注。

例如，至于淺溝槽隔離(STI)的CMP技術(shù)(在下文，也稱為STICMP)，已檢查了將使用的以絕緣膜填充STI溝槽的技術(shù)和拋光絕緣膜的方法。用于STICMP的拋光劑通常包含一般由表面活性劑組成的添加劑，以抑制在CMP工藝期間的過度拋光(日本特開專利公布No.2004-296600)。

當利用具有添加劑的拋光劑時，在幾乎完成了平整化該膜的表面之后抑制了拋光的進行。因此期望會出現(xiàn)拋光殘留物，并且產(chǎn)品(半導體芯片)產(chǎn)量會降低。

用于拋光殘留物的已知方法包括日本特開專利公布No.2005-64450、2005-340325、2004-47676和2004-296591中描述的方法。

例如，日本特開專利公布No.2005-64450采用了在拋光工藝的最后階段伴隨提供拋光劑和純水而進行拋光的方法。據(jù)說在該方法中的拋光率增加了，因為在減小抑制拋光的添加劑濃度時提供了磨粒。

而且其它文獻提出了在拋光工藝的最后階段提供拋光劑和水的方法和僅利用水進行拋光的方法(沒有利用拋光劑)。

盡管已說明了STICMP的示范性情形，但在半導體器件制造的任意其它步驟中的CMP工藝通常需要穩(wěn)定的拋光工藝。

例如，日本特開專利公布No.2003-31577描述了在CMP的第一階段和第二階段之間調(diào)節(jié)拋光墊。該調(diào)節(jié)指的是利用金剛石工具使拋光墊變粗糙的工藝。

發(fā)明內(nèi)容

盡管如上所述已提出了用于CMP工藝的各種技術(shù)，但日本特開專利公布No.2004-296600、2005-64450、2005-340325、2004-47676和2004-296591中描述的方法有時由于在CMP工藝期間殘留在拋光墊上的磨粒和添加劑濃度的逐步變化而不能夠穩(wěn)定地拋光。在最后階段僅利用水的拋光有時會導致拋光殘留物。

而且在日本特開專利公布No.2003-31577中描述的僅調(diào)節(jié)拋光墊的方法中，由于殘留在晶片表面上的添加劑和磨粒，對拋光殘留物會有些擔憂。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種半導體器件的制造方法，其包括：

在半導體襯底上或上方形成膜；和

對該膜進行化學機械拋光，

其中該化學機械拋光進一步包括：

第一拋光工藝，其拋光該膜，同時提供包含磨粒、和由表面活性劑或聚合物鹽組成的添加劑的第一拋光劑；

第二拋光工藝，其在第一拋光工藝之后，打磨拋光墊，同時通過提供能夠溶解該添加劑但不含磨粒也不含由表面活性劑或聚合物鹽組成的添加劑的液體拋光該膜；和

第三拋光工藝，其進一步拋光該膜同時提供包含磨粒和由表面活性劑或聚合物鹽組成的添加劑的第二拋光劑，但不提供液體。

如以上在“現(xiàn)有技術(shù)”描述的，使用用于其中使用包含由表面活性劑或聚合物鹽組成的添加劑和磨粒的拋光劑情形的現(xiàn)有方法，受到了在平整化了該膜的表面之后抑制該膜拋光的影響，由此出現(xiàn)了拋光殘留物。

據(jù)推測這是因為該添加劑粘著到該膜的表面，盡管沒有完全闡明原因。

因此在本發(fā)明中，在該膜的化學機械拋光的工藝中，在第一拋光工藝之后和在第三拋光工藝之前提供第二拋光工藝。在第二拋光工藝中，打磨該拋光墊同時通過提供能夠溶解添加劑但不含磨粒也不含由表面活性劑或聚合物鹽組成的添加劑的液體來拋光該膜。

在該結(jié)構(gòu)中，在第一拋光工藝后殘留在拋光墊和半導體襯底的表面附近的添加劑能在第二拋光工藝中溶解在液體中，并被沖洗掉。因此，殘留在拋光墊和半導體襯底表面附近的添加劑能在第二拋光工藝被徹底地去除。可選地，當打磨拋光墊同時提供液體并拋光該膜時，可沖洗掉并去除殘留在拋光墊和半導體襯底附近的磨粒。

如以上描述的，在本發(fā)明的第二拋光工藝重新修整了拋光墊和半導體襯底的表面，在隨后的第三拋光工藝中可以以穩(wěn)定的方式繼續(xù)拋光半導體襯底。即使在第一和第三拋光工藝中使用的拋光劑都包含磨粒和添加劑，現(xiàn)在也能夠抑制第三拋光工藝之后可能出現(xiàn)的拋光殘留物。